1. Биосфер(бусад Грек хэлнээс βιος - амьдрал ба σφαῖρα - бөмбөрцөг, бөмбөлөг) - амьд организмууд амьдардаг, тэдгээрийн нөлөөн дор амьдардаг, тэдний амин чухал үйл ажиллагааны бүтээгдэхүүнээр эзлэгдсэн дэлхийн бүрхүүл; "Амьдралын кино"; дэлхийн дэлхийн экосистем.

Биосфер бол амьд организмууд амьдардаг, тэдгээрийн хувирсан дэлхийн бүрхүүл юм. 3.8 тэрбум жилийн өмнө буюу манай гариг ​​дээр анхны организмууд үүсч эхэлснээр шим мандал үүсч эхэлсэн. Энэ нь бүхэлдээ гидросфер, литосферийн дээд хэсэг, агаар мандлын доод хэсэгт нэвтэрч, өөрөөр хэлбэл экологид амьдардаг. Биосфер бол бүх амьд организмын цогц юм. Энэ нь 3,000,000 гаруй төрлийн ургамал, амьтан, мөөгөнцөр, бактерийн өлгий юм. Хүн бас биосферийн нэг хэсэг бөгөөд түүний үйл ажиллагаа нь байгалийн олон процессоос давж гардаг бөгөөд В.И.Вернадскийн хэлснээр: "Хүн геологийн хүчирхэг хүч болдог."

Францын байгаль судлаач Жан Батист Ламарк 19-р зууны эхэн үед. анх удаа биосферийн тухай ойлголтыг санал болгосон бөгөөд энэ нэр томъёог өөрөө ч танилцуулаагүй. "Биосфер" гэсэн нэр томъёог 1875 онд Австрийн геологич, палеонтологич Эдуард Сюсс санал болгосон.

Биосферийн тухай цогц сургаалыг биогеохимич, философич В.И.Вернадский бүтээсэн. Тэрээр анх удаа амьд организмд зөвхөн одоогийн төдийгүй өнгөрсөн үеийн үйл ажиллагааг харгалзан Дэлхий гарагийг өөрчлөх гол хүчний үүргийг өгсөн.

Өөр нэг өргөн хүрээний тодорхойлолт байдаг: Шим мандал - сансрын бие дэх амьдралын тархалтын бүс. Дэлхийгээс бусад сансрын биетүүд дээр амьдрал байгаа эсэх нь тодорхойгүй байгаа ч биосфер нь илүү далд газар, жишээлбэл, литосферийн хөндий эсвэл мөстлөгийн далайд тархах боломжтой гэж үздэг. Жишээлбэл, Бархасбадийн дагуул Европ дахь далайд амьдрал оршин тогтнох боломжийг авч үздэг.

Экологийн үндсэн ойлголт нь "экосистем". Энэ нэр томъёог нэвтрүүлсэн А.Танслионд 1935. Экосистем гэж амьд биетүүд болон тэдгээрийн амьдрах орчныг бүрдүүлсэн аливаа тогтолцоог нэг функциональ бүхэл болгон ойлгоно.

Экосистемийн үндсэн шинж чанарууд нь:бодисын эргэлт, гадны нөлөөнд тэсвэртэй байдал, биологийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх чадвар.

Ихэвчлэн: бичил экосистем (жишээлбэл, жижиг усан сан) нь бодисыг эргүүлэх чадвартай амьд организмуудыг агуулж байвал оршин тогтнодог; мезо-экосистем (жишээлбэл, гол); макроэкосистем (жишээлбэл, далай), түүнчлэн дэлхийн экосистем - биосфер

Шим мандал нь дэлхийн экосистем юм

үзэл баримтлал "биосфер" 1875 онд Австрийн геологич шинжлэх ухааны уран зохиолд нэвтрүүлсэн Эдуард Сьюсс Тэрээр амьд организмууд уулздаг агаар мандал, гидросфер ба литосферийн (Дэлхийн хатуу бүрхүүл) бүх орон зайг биосферт хамааруулжээ.

Владимир Иванович Вернадский энэ нэр томъёог хэрэглэж, ижил төстэй нэртэй шинжлэх ухааныг бий болгосон. Энэ тохиолдолд биосфер гэдэг нь амьдрал оршдог эсвэл урьд өмнө оршин тогтнож байсан, өөрөөр хэлбэл амьд организм эсвэл тэдгээрийн амин чухал үйл ажиллагааны бүтээгдэхүүн байдаг бүхэл бүтэн орон зай (дэлхийн бүрхүүл) гэж ойлгогддог. В.И.Вернадский шим мандлын амьдралын хил хязгаарыг тодорхойлоод зогсохгүй, хамгийн чухал нь гаригийн хэмжээнд үйл явц дахь амьд организмын үүргийг цогцоор нь илчилсэн юм. Тэрээр байгальд амьд организм ба тэдгээрийн амин чухал үйл ажиллагааны бүтээгдэхүүнээс илүү хүчтэй хүрээлэн буй орчныг бүрдүүлэгч хүч байдаггүй гэдгийг харуулсан. В.И.Вернадский амьд организмын үндсэн хувиргах үүрэг, геологийн бүтэц үүсэх, устгах механизм, бодисын эргэлт, хатуу биет дэх өөрчлөлт ( литосфер), нэг ( гидросфер) ба агаар ( уур амьсгал) дэлхийн хясаа. Биосферийн амьд организмууд байдаг хэсгийг орчин үеийн биосфер гэж нэрлэдэг. необиосфер), эртний биосферийг ( палеобиосфер). Сүүлчийн жишээ болгон органик бодисын амьгүй концентраци (нүүрс, газрын тос, шатдаг занарын ордууд), амьд организмын оролцоотойгоор үүссэн бусад нэгдлүүдийн нөөц (шохой, шохой, хүдрийн тогтоц) зэргийг дурдаж болно.

Биосферийн хил хязгаар.Агаар мандал дахь необиосфер нь дэлхийн гадаргын ихэнх хэсэгт озоны дэлгэц хүртэл байрладаг - 20-25 км. Бараг бүхэл бүтэн усан мандал, тэр ч байтугай Номхон далайн хамгийн гүн Мариана суваг (11,022 м) хүртэл амьдрал эзэлдэг. Амьдрал мөн литосфер руу нэвтэрч, хэдэн метрийн турш зөвхөн хөрсний давхаргаар хязгаарлагддаг боловч энэ нь тусдаа хагарал, агуйгаар хэдэн зуун метрт тархдаг. Үүний үр дүнд биосферийн хил хязгаар нь амьд организмууд эсвэл тэдний амин чухал үйл ажиллагааны "ул мөр" -ээр тодорхойлогддог. Экосистем бол биосферийн гол холбоос юм. Экосистемийн түвшинд организмын үндсэн шинж чанар, үйл ажиллагааны хэв маягийг биосферийн жишээнээс илүү нарийвчлан, гүнзгий авч үзэх боломжтой.

Анхан шатны экосистемийг хадгалах замаар дэлхийн хямралын сөрөг үзэгдлээс урьдчилан сэргийлэх, саармагжуулах, биосферийг бүхэлд нь хадгалах зэрэг бидний цаг үеийн гол асуудал шийдэгдэж байна.

2.Амьд бодис- системчилсэн харьяаллаас үл хамааран биосфер дахь амьд организмын цогцос.

Энэ ойлголтыг шим тэжээлийн нэг хэсэг болох "биомасс" гэсэн ойлголттой андуурч болохгүй.

Энэ нэр томъёог В.И.Вернадский нэвтрүүлсэн

Амьд матери нь амьдрал оршин тогтнох боломжтой газар, өөрөөр хэлбэл агаар мандал, литосфер, гидросферийн огтлолцол дээр үүсдэг. Оршиход тохиромжгүй нөхцөлд амьд бодис анабиозын төлөвт шилждэг.

Амьд бодисын өвөрмөц байдал нь дараах байдалтай байна.

Биосферийн амьд бодис нь асар их чөлөөт эрчим хүчээр тодорхойлогддог. Органик бус ертөнцөд зөвхөн богино хугацааны, хатуураагүй лаавын урсгалыг чөлөөт энергийн хэмжээгээр амьд бодистой харьцуулж болно.

Урсгалын хурдаар биосферийн амьд ба амьгүй бодисын хооронд огцом ялгаа ажиглагдаж байна химийн урвал: амьд биет дэх урвал хэдэн мянга, сая дахин хурдан байдаг.

Амьд бодисын өвөрмөц шинж чанар нь түүнийг бүрдүүлдэг бие даасан химийн нэгдлүүд - уураг, фермент гэх мэт - зөвхөн амьд организмд тогтвортой байдаг (энэ нь амьд бодисыг бүрдүүлдэг эрдэс бодисын нэгдлүүдийн шинж чанар юм).

Амьд материйн дур зоргоороо хөдөлгөөн, ихэвчлэн өөрийгөө зохицуулдаг. В.И.Вернадский амьд материйн хөдөлгөөний хоёр өвөрмөц хэлбэрийг онцлон тэмдэглэв: а) идэвхгүй, нөхөн үржихүйн үр дүнд бий болсон, амьтан, ургамлын аль алинд нь байдаг; б) организмын чиглэсэн хөдөлгөөний улмаас хийгддэг идэвхтэй (энэ нь амьтдад, бага хэмжээгээр ургамлын хувьд тохиолддог). Амьд бодис нь мөн бүх боломжит орон зайг дүүргэх хандлагатай байдаг.

Амьд бодис нь амьгүй бодисоос хамаагүй илүү морфологи, химийн олон янз байдлыг харуулдаг. Үүнээс гадна, амьгүй абиоген бодисоос ялгаатай нь амьд бодис нь зөвхөн шингэн эсвэл хийн фазаар илэрхийлэгддэггүй. Организмын бие нь бүх гурван фазын төлөвт баригдсан байдаг.

Амьд бодис нь биосферт тархсан биет хэлбэрээр - бие даасан организм хэлбэрээр илэрхийлэгддэг. Түүгээр ч зогсохгүй тархсан амьд бодис дэлхий дээр хэзээ ч морфологийн цэвэр хэлбэрээр - ижил зүйлийн организмын популяцийн хэлбэрээр олддоггүй: энэ нь үргэлж биоценозоор илэрхийлэгддэг.

Амьд матери нь үе удмын тасралтгүй ээлжлэн солигдох хэлбэрээр оршдог бөгөөд үүний улмаас орчин үеийн амьд матери нь өнгөрсөн үеийн амьд материтай генетикийн хувьд холбоотой байдаг. Үүний зэрэгцээ хувьслын үйл явц байгаа нь амьд материйн онцлог шинж юм, өөрөөр хэлбэл амьд бодисын нөхөн үржихүй нь өмнөх үеийн үнэмлэхүй хуулбарын төрлөөр бус харин морфологи, биохимийн өөрчлөлтөөр явагддаг.

Амьд материйн утга учир

Биосфер дахь амьд бодисын ажил нэлээд олон янз байдаг. Вернадскийн хэлснээр биосфер дахь амьд бодисын ажил нь хоёр үндсэн хэлбэрээр илэрч болно.

a) химийн (биохимийн) - I төрлийн геологийн үйл ажиллагаа; б) механик - II төрлийн тээврийн үйл ажиллагаа.

Эхний төрлийн атомуудын биоген нүүдэл нь организмын бие махбодийг бий болгох, хоол боловсруулах үйл явцад организм ба хүрээлэн буй орчны хоорондох бодисын байнгын солилцоонд илэрдэг. Хоёрдахь төрлийн атомын биоген нүүдэл нь организмын амьдралынхаа туршид бодисын хөдөлгөөн (нүх, үүр барих, организмыг газарт булах үед), амьд бодисын өөрөө хөдөлгөөнөөс бүрддэг. хөрсний цох, шавар цох, шүүлтүүр тэжээгчийн ходоодны замаар органик бус бодисыг нэвтрүүлэх.

Биосфер дахь амьд бодисын ажлыг ойлгохын тулд В.И.Вернадский биогеохимийн зарчим гэж нэрлэсэн гурван үндсэн заалт маш чухал юм.

Биосфер дахь химийн элементүүдийн атомуудын биоген нүүдэл нь үргэлж түүний хамгийн их илрэлтэй байдаг.

Биосферт тогтвортой амьдралын хэлбэрийг бий болгоход хүргэдэг геологийн цаг хугацааны явцад зүйлийн хувьсал нь атомын биоген нүүдлийг нэмэгдүүлэх чиглэлд явагддаг.

Амьд матери нь түүнийг хүрээлэн буй сансар огторгуйн орчинтой тасралтгүй химийн солилцоонд оршдог бөгөөд нарны цацрагийн эрчим хүчээр манай гариг ​​дээр бий болж, хадгалагдаж байдаг.

Амьд материйн таван үндсэн үүрэг байдаг:

Эрчим хүч. Энэ нь фотосинтезийн явцад нарны энергийг шингээх, химийн энерги нь эрчим хүчээр ханасан бодисыг задлах, гетероген амьд бодисын хүнсний гинжин хэлхээгээр дамжуулан энерги дамжуулахаас бүрдэнэ.

төвлөрөл. Тодорхой төрлийн бодисын амьдралын туршид сонгомол хуримтлал. Амьд бодисоор химийн элементүүдийн хоёр төрлийн концентраци байдаг: а) эдгээр элементүүдээр ханасан орчинд элементүүдийн агууламж их хэмжээгээр нэмэгдэх, жишээлбэл, галт уулын бүсэд амьд бодист хүхэр, төмөр элбэг байдаг; б) хүрээлэн буй орчноос үл хамааран нэг буюу өөр элементийн тодорхой концентраци.

хор хөнөөлтэй. Энэ нь биоген бус органик бодисын эрдэсжилт, амьгүй органик бус бодисын задрал, үүссэн бодисуудын биологийн эргэлтэд оролцохоос бүрдэнэ.

Байгаль орчныг бүрдүүлэгч. Орчны физик, химийн үзүүлэлтүүдийн өөрчлөлт (гол төлөв биоген бус бодисоос шалтгаална).

Тээвэрлэлт. Амьд материйн хүнсний харилцан үйлчлэл нь асар их хэмжээний химийн элемент, бодисын таталцлын эсрэг болон хэвтээ чиглэлд шилжихэд хүргэдэг.

Амьд матери нь бүх зүйлийг хамарч, бүтцийг нь өөрчилдөг химийн процессуудбиосфер. Амьд бодис бол цаг хугацаа өнгөрөх тусам өсөн нэмэгдэж буй геологийн хамгийн хүчирхэг хүч юм. Биосферийн сургаалыг үндэслэгч А.И.Перельман гэгээн дурсгалд нь хүндэтгэл үзүүлж, дараахь ерөнхий ойлголтыг "Вернадскийн хууль" гэж нэрлэхийг санал болгов.

3. Биосферийн энерги

Биосфер дахь энергийн процесст шийдвэрлэх үүрэг (99%) нь дэлхийн шим мандлын дулааны тэнцвэр, дулааны горимыг тодорхойлдог нарны цацраг юм. Дэлхий нарнаас хүлээн авсан нийт энергийн 5.42 · 10 4 Ж энергийн 33% нь үүл болон газрын гадаргуу, түүнчлэн агаар мандлын дээд давхаргад тоосоор тусдаг. Энэ хэсэг нь дэлхийн альбедо үүсгэдэг, энергийн 67% нь агаар мандал, дэлхийн гадаргуу (тив, дэлхийн далай) -д шингэж, хэд хэдэн өөрчлөлтийн дараа сансар огторгуйд ордог (Зураг 5.2).

Агаар мандалд халаалт нь доороос үүсдэг бөгөөд энэ нь хүчтэй конвектив урсгал үүсэх, агаарын массын ерөнхий эргэлтэд хүргэдэг. Салхины голчлон хөдөлдөг далайн урсгал нь хүлээн авсан нарны энергийг хэвтээ чиглэлд дахин хуваарилдаг бөгөөд энэ нь агаар мандлыг дулаанаар хангахад нөлөөлдөг. Далай болон агаар мандал нь нэг дулааны систем юм.

Цацраг туяа, конвекцийн улмаас манай гаригийн энергийн тэнцвэрт байдал бүхэлдээ хадгалагддаг. Биосфер дахь усны эргэлт нь нарны энергийн урсгалаар тодорхойлогддог.

Нарны энергийн нийт урсгалын маш бага хэсгийг фотосинтезийн урвал явуулах явцад ногоон ургамал шингээдэг. Энэ энерги нь жилд 10 22 Ж (нарны цацрагийн нийт хэмжээний ойролцоогоор 0.2%) байна. Фотосинтез бол биосфер дахь асар их хэмжээний бодисыг хамардаг байгалийн хүчтэй үйл явц бөгөөд агаар мандалд их хэмжээний хүчилтөрөгчийг тодорхойлдог. Фотосинтез нь ногоон ургамал дахь хлорофилийн оролцоотойгоор нарны энергийн улмаас үүсдэг химийн урвал юм. n CO 2 + n H 2 O \u003d C n H 2 nОйролцоогоор 2+ n 2 орчим. Биосфер дахь нүүрстөрөгчийн эргэлтийг Зураг дээр үзүүлэв. 5.3.

Ийнхүү нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усны нөлөөгөөр органик бодис нийлэгжиж, чөлөөт хүчилтөрөгч ялгардаг. Цөөн тооны үл хамаарах зүйлээс гадна фотосинтез нь дэлхийн бүх гадаргуу дээр явагддаг бөгөөд асар их геохимийн нөлөөг бий болгодог бөгөөд энэ нь биосферийн органик амьд бодисыг бүтээхэд жил бүр оролцдог нүүрстөрөгчийн нийт массын хэмжээгээр тодорхойлогддог. Жилд CO 2 хэрэглэж, шингэдэг: хуурай газар 253-10 9 тн, далайд 88-10 9 тн, нийт 341 10 9 тн. 135 10 12 тн ус, 232 10 9 тн органик бодис хэрэглэж байна. бүтээгдсэн C n H 2 nО nмөн 248 · 10 9 тонн хүчилтөрөгч агаар мандалд ордог.

Биосфер дахь фотосинтезийн улмаас эргэлтэнд 1 тэрбум тонн азот, 260 сая тонн фосфор, 200 сая тонн хүхэр оролцдог.

6-7 жилийн дотор агаар мандлын бүх нүүрстөрөгчийн давхар исэл шингэж, 3000-4000 жилийн дотор агаар мандлын бүх хүчилтөрөгч шинэчлэгдэж, 10 сая жилийн дотор фотосинтезийн явцад бүх гидросфертэй тэнцэх хэмжээний ус боловсруулагдана. Хэрэв биосфер нь дэлхий дээр дор хаяж 3.8-4 тэрбум жил (мөн дэлхий 4.5 тэрбум жилийн турш) оршин тогтнож байгааг харгалзан үзвэл Дэлхийн далайн ус нь биогенийн мөчлөгийг туулсан гэж хэлж болно. хамгийн багадаа 1 сая жил фотосинтез.нэг удаа. Эдгээр бүх үнэт зүйлс нь дэлхийн түүхэн дэх фотосинтезийн асар их ач холбогдлыг тусгасан байдаг.

Организм үхэх үед урвуу процесс явагддаг - исэлдэлт, задрал гэх мэт органик бодисын задрал гэдгийг бид энд тэмдэглэж байна. задралын эцсийн бүтээгдэхүүн үүсэхтэй хамт . Дэлхийн биосфер дахь энэхүү үйл явц нь амьд бодисын биомассын хэмжээ тодорхой тогтмол байх хандлагатай болоход хүргэдэг. Биомассын хэмжээ нь фотосинтезийн явцад жилд үүсдэг органик бодисын хэмжээнээс (0.232 10 12 тонн) ойролцоогоор 10 дахин их байдаг. Биосферээр дамжин өнгөрсөн бодисын нийт масс нь дэлхийн массаас 12 дахин их байна. Энэ “амьд үйлдвэр” ингэж л ажилладаг.

Биосферийн энергийн тэнцвэр нь шингэсэн болон цацруулсан энергийн харьцаа юм. Энэ нь фотосинтезийн явцад ургамалд шингэж, нэг хэсэг нь бусад төрлийн энерги болж хувирч, нөгөө хэсэг нь сансар огторгуйд тархаж, нарны энерги, сансрын цацраг ирэхээр тодорхойлогддог.

Биосфер дахь бодисын эргэлт нь бие даасан мөчлөгийн чанарын болон тоон ялгаагаар илэрхийлэгддэг тодорхой урагшлах хөдөлгөөнтэй бодисуудын өөрчлөлт, орон зайн шилжилтийн давтагдах үйл явц юм.

Орчин үеийн ойлголтоор бол дэлхийн биосфер нь дэлхийн нээлттэй системөөрийн гэсэн оролт гаралттай. Түүний оролт нь сансар огторгуйгаас ирж буй нарны энерги, литосферээс ирж буй химийн энерги, биогенийн эргэлтэд оролцдог бодис, байгаа дотоод мэдээлэл, гадаад мэдээллийн урсгал юм. Биосферийн гаралтын үед голчлон дулааны энерги ялгарч, ялгардаг, бодис нь эргэлтээс гарч, дотоод зохион байгуулалттай мэдээлэл, гарч буй мэдээллийн урсгал байдаг.

Организмын амин чухал үйл ажиллагаа, экосистем дэх бодисын эргэлтийг хадгалах нь зөвхөн нарны эрчим хүчний байнгын урсгалын ачаар л боломжтой юм. Энэ энерги нь агаар мандал, гидросфер, литосфер дахь физик, химийн процессуудад их хэмжээгээр зарцуулагддаг: агаарын урсгал ба усны массыг холих, ууршилт, бодисын дахин хуваарилалт, ашигт малтмалын уусалт, хийн шингээлт, ялгаралт.

Нарны энергийн ердөө 1/2,000,000 нь дэлхийн гадаргад хүрдэг бол 1-2% нь ургамалд шингэдэг.

Дэлхий дээр нарны цацрагийн энергийг зарцуулж, дахин хуваарилаад зогсохгүй холбогдож, маш удаан хугацаанд хадгалагддаг ганц л процесс байдаг.

Энэ үйл явц нь фотосинтезийн явцад органик бодис үүсгэх явдал юм. Зууханд нүүрс шатаах замаар бид хэдэн зуун сая жилийн өмнөх ургамлын хуримтлуулсан нарны энергийг гаргаж, ашигладаг.

Ургамлын (автотроф) гаригийн үндсэн үүрэг нь нарны энергийг холбож, хадгалах бөгөөд дараа нь биосфер дахь биохимийн процессыг хадгалахад зарцуулдаг. Гетеротрофууд хоол хүнснээс энерги авдаг. Бүх амьд оршнолууд нь бусдын хоол тэжээлийн объект юм, өөрөөр хэлбэл. эрчим хүчний харилцаагаар бие биетэйгээ холбогддог. Биоценоз дахь хүнсний холболтууд нь энергийг нэг организмаас нөгөөд шилжүүлэх механизм юм. Аливаа зүйлийн организм нь өөр зүйлийн хувьд эрчим хүчний боломжит эх үүсвэр болдог. Нийгэмлэг бүрт трофик харилцаа нь нарийн төвөгтэй сүлжээг бүрдүүлдэг.

Хэрэглэгчдийн эрчим хүчний балансыг дараах байдлаар бүрдүүлнэ. Залгисан хоол нь ихэвчлэн бүрэн шингэдэггүй. Хоол боловсруулах чадварын хувь нь хүнсний найрлага, бие махбод дахь хоол боловсруулах ферментийн агууламжаас хамаарна. Амьтанд хоол хүнсний 12-75% нь бодисын солилцооны явцад шингэдэг. Хоолны задаргаагүй хэсэг нь дахин гадаад орчинд (ялгасны хэлбэрээр) буцаж ирдэг бөгөөд бусад хүнсний сүлжээнд оролцож болно.

Шим тэжээлийн задралын үр дүнд хүлээн авсан энергийн ихэнх хэсэг нь бие махбод дахь физиологийн үйл явцад зарцуулагддаг, бага хэсэг нь бие махбодын эд эс болж хувирдаг, өөрөөр хэлбэл. өсөлт, жин нэмэх, нөөцийн шим тэжээлийг хуримтлуулахад зарцуулсан.

Бие дэх химийн урвал дахь энергийг шилжүүлэх нь термодинамикийн хоёр дахь хуулийн дагуу түүний нэг хэсгийг дулаан хэлбэрээр алдах замаар явагддаг. Эдгээр алдагдал нь ялангуяа амьтны булчингийн эсийн үйл ажиллагааны явцад маш их байдаг бөгөөд үр ашиг нь маш бага байдаг.

Амьсгалын зардал нь биеийн жинг нэмэгдүүлэхэд зарцуулдаг эрчим хүчний зардлаас хэд дахин их байдаг. Тодорхой харьцаа нь хөгжлийн үе шат, хувь хүний ​​физиологийн төлөв байдлаас хамаарна. Залуу хүмүүс өсөлтөнд илүү их зарцуулдаг бол төлөвшсөн хүмүүс энергийг бараг зөвхөн бодисын солилцоо, физиологийн процессыг хадгалахад ашигладаг.

Тиймээс хүнсний гинжин хэлхээний нэг холбоосоос нөгөө рүү шилжихэд ихэнх энерги алдагддаг, учир нь. нөгөө, дараагийн холбоос нь зөвхөн өмнөх холбоосын биомассанд агуулагдах энергийг ашиглах боломжтой. Эдгээр алдагдлыг ойролцоогоор 90% гэж тооцоолж байна, i.e. Хэрэглэсэн эрчим хүчний ердөө 10% нь биомассанд хадгалагддаг.

Үүний дагуу хүнсний сүлжээн дэх ургамлын биомассанд хуримтлагдсан эрчим хүчний нөөц хурдацтай шавхагдаж байна. Алдагдсан энергийг зөвхөн нарны эрчим хүчээр нөхөж чадна. Үүнтэй холбоотойгоор шим мандалд бодисын эргэлттэй төстэй энергийн эргэлт байж болохгүй. Биосфер нь зөвхөн нэг чиглэлтэй эрчим хүчний урсгал, түүний гаднаас нарны цацраг хэлбэрээр байнга орж ирдэг тул ажилладаг.

Ийнхүү биосфер дахь энергийн урсгал нь хоёр үндсэн сувагт хуваагдаж, амьд ургамлын эд эс эсвэл үхсэн органик бодисоор дамжуулан хэрэглэгчдэд хүрдэг бөгөөд үүний эх үүсвэр нь мөн фотосинтез юм.

Сэдэв: Биосфер дахь эрчим хүчний хувиргалт.
Бодис ба урсгалын эргэлт
эрчим хүч.

Лихославль
2008 он
Агуулга.

Оршил……………………………………………………………………..3
1. Бодисын том, жижиг мөчлөг …………………………………4
2. Экосистем дэх бодисын эргэлт……………………………………5
3. Бодисын эргэлтэнд организмын үүрэг………………………………..8
4. Биосфер дахь нүүрстөрөгчийн эргэлт………………………………………9
5. Биосфер дахь азотын эргэлт…………………………………………11
6. Биосфер дахь фосфорын эргэлт…………………………………………13
7. Биосфер дахь энергийн урсгал……………………………………………………16
Хавсралт…………………………………………………………………………………………19 Ашигласан материал………………………………………………… ………хорин

Оршил.

Амьдрал оршдог дэлхийн бүрхүүлийг биосфер гэж нэрлэдэг.
Биосфер нь амьд буюу биотик, амьд бус буюу абиотик бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ. Биотик бүрэлдэхүүн хэсэг нь амьд организмын цогц юм. Абиотик бүрэлдэхүүн хэсэг нь амьд организм оршин тогтнох эрчим хүч, ус, тодорхой химийн элементүүд болон бусад органик бус нөхцлүүдийн нэгдэл юм.
Биосфер дахь амьдрал нь биотик ба абиотик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох энергийн урсгал, бодисын эргэлтээс хамаардаг. Бодисын эргэлтийг биогеохимийн мөчлөг гэж нэрлэдэг. Эдгээр мөчлөгийн оршин тогтнох нь нарны эрчим хүчээр хангадаг. Дэлхий нарнаас ойролцоогоор 1.3 хүлээн авдаг? Жилд 10 24 калори. Энэ энергийн 40 орчим хувь нь сансарт буцаж цацагддаг; 15% нь агаар мандал, хөрс, усанд шингэдэг; үлдсэн хэсэг нь дэлхий дээрх бүх амьдралын эрчим хүчний гол эх үүсвэр болох харагдах гэрэл юм.
Фотосинтез, химосинтез, амьсгалах, исгэх нь энерги нь организмаар дамждаг гол үйл явц юм. Эхний хоёр процесс нь гэрлийн энерги (фотосинтез) ба органик бус бодисын исэлдэлт (химисинтез) зэргээс шалтгаалан органик бодисын нийлэгжилтийг хангадаг. Амьсгалах, исгэх явцад органик бодисууд задарч, тэдгээрт агуулагдах энерги нь амьд организмд ашиглагддаг боловч эцсийн эцэст дулаан болж хувирдаг.

Бодисын том ба жижиг мөчлөгүүд.

Академич В.Р. Уильямс төгсгөлтэй зүйлд хязгааргүйн шинж чанарыг өгөх цорын ганц арга бол төгсгөлийг битүү муруйн дагуу эргүүлэх, өөрөөр хэлбэл түүнийг эргэлтэнд оруулах явдал юм гэж бичсэн.
Дэлхий дээрх бүх бодисууд биохимийн эргэлтэнд байдаг. Том (геологийн) ба жижиг (биотик) гэсэн хоёр үндсэн мөчлөг байдаг.
Агуу мөчлөг нь олон сая жил үргэлжилдэг. Чулуулгууд нь сүйрч, өгөршиж, усны урсгалаар Дэлхийн далай руу зөөгдөж, далайн хүчирхэг давхарга үүсгэдэг. Зарим химийн нэгдлүүд нь усанд уусдаг эсвэл биоценозоор идэгддэг. Их хэмжээний удаан геоктоник өөрчлөлтүүд, тивүүдийн суулт, далайн ёроолын өсөлттэй холбоотой үйл явц, далай, далай тэнгисийн удаан хугацааны хөдөлгөөн нь эдгээр давхрагууд хуурай газар буцаж, үйл явц дахин эхлэхэд хүргэдэг.
Том мөчлөгийн нэг хэсэг болох жижиг мөчлөг нь биогеоценозын түвшинд явагддаг бөгөөд хөрс, ус, агаарын шим тэжээл нь ургамалд хуримтлагдаж, тэдгээрийн масс, амьдралын үйл явцыг бий болгоход зарцуулагддаг. Бактерийн нөлөөн дор органик бодисын задралын бүтээгдэхүүн нь ургамалд байдаг эрдэс бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд дахин задарч, бодисын урсгалд оролцдог.
Нарны энерги, химийн урвалыг ашиглан органик бус орчноос химийн бодисууд буцаж ирэхийг биохимийн мөчлөг гэж нэрлэдэг.

Экосистем дэх бодисын эргэлт.

Р.Риклефсийн (1979) хэлснээр экосистемийг янз бүрийн бодис дамждаг таван блок (гурван идэвхтэй, хоёр нэмэлт) хэлбэрээр төлөөлж болно (Хавсралт 1).
Гурван идэвхтэй блок нь элементүүдийн солилцооны санг бүрдүүлдэг.

амьд организмууд;
үхсэн органик детрит;
боломжтой органик бус бодисууд.

Хоёр нэмэлт блок нь элементүүдийн нөөц санг бүрдүүлдэг.

шууд бусаар авах боломжтой органик бус бодисууд;
хуримтлагдсан органик бодис.

Бодисын эргэлтэнд организмын үүрэг.

Биосфер дахь нүүрстөрөгчийн эргэлт.

Хамгийн эрчимтэй биогеохимийн мөчлөг бол нүүрстөрөгчийн эргэлт юм. Байгальд нүүрстөрөгч нь карбонат (шохойн чулуу) ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл гэсэн хоёр үндсэн хэлбэрээр байдаг.
Гол масс нь далайн ёроолд карбонат (1016 т), талст чулуулаг (1016 т), нүүрс, газрын тос (1016 тонн) -д хуримтлагдаж, эргэлтийн томоохон мөчлөгт оролцдог. Том нүүрстөрөгчийн мөчлөгийн гол холбоос нь фотосинтез ба аэробик амьсгалын үйл явцын хоорондын хамаарал юм.
Нүүрстөрөгчийн эргэлтийн том мөчлөгийн өөр нэг холбоос бол агааргүй амьсгал (хүчилтөрөгчийн хүртээмжгүй); янз бүрийн төрлийн агааргүй бактери нь органик нэгдлүүдийг метан болон бусад бодис болгон хувиргадаг (жишээлбэл, намаг экосистем, хог хаягдлын овоолго).
Цусны эргэлтийн жижиг мөчлөг нь ургамлын эдэд (ойролцоогоор 1011 тонн) агуулагдах нүүрстөрөгч, амьтны эдэд (ойролцоогоор 109 тонн) агуулагддаг.
Та бүхний мэдэж байгаагаар органик бодисууд нь нүүрстөрөгчийн атомууд дээр суурилдаг. Нүүрстөрөгчийн атомын өвөрмөц онцлог (дан болон олон холбоо үүсгэх, өөр хоорондоо урт гинж, янз бүрийн хэмжээтэй циклээр нэгдэх чадвар гэх мэт) нь нүүрстөрөгчийг амьдралын ач холбогдлын хувьд нэгдүгээрт авчирсан.
Нүүрстөрөгчийн эргэлт нь аль хэдийн дурдсан хоёр үндсэн процессын үйл ажиллагааны механизмын ачаар явагддаг - фотосинтез ба эсийн амьсгал, хувьслын явцад тодорхой дибаг хийсэн.
Цахилгаан соронзон цацраг хэлбэрээр нарны энергийг биосфер фотосинтезд ашигладаг. Сүүлийнх нь химийн үүднээс авч үзвэл маш нарийн төвөгтэй процесс бөгөөд үүнийг зөвхөн эсэд өвөрмөц хлорофилл молекулууд ажилладаг организмууд л гүйцэтгэж чаддаг.
Фотосинтезийн явцад нарны цахилгаан соронзон энерги нь органик нэгдлүүдийн химийн холбоо, ялангуяа нүүрс ус (CH 2 O) n-ийн энерги болж хувирдаг.
Дэлхий дээрх фотосинтезийн үр дүнд жил бүр биомассын өсөлт нь ойролцоогоор 200 тэрбум тонн юм.
Эсийн амьсгал нь фотосинтезийн эсрэг үйл явц бөгөөд CO 2 ба H 2 O-аас нийлэгжсэн нүүрс ус хуваагддаг. Үүний зорилго нь нүүрс усны молекулуудаас энерги гаргаж авах (исэлдэх замаар), үүнийг ATP хэлбэрт хувиргах, дараа нь эсийн янз бүрийн эрчим хүчний хэрэгцээнд ашиглах явдал юм. Фотосинтезийн явцад ялгарсан O 2-ыг бүх организм (гетеротроф амьтан ба автотроф ургамал) исэлдүүлэхэд ашигладаг (CH 2 O) n. Тиймээс фотосинтез ба амьсгал хоёулаа биосфер дахь бодисын нэг урсгалд харилцан уялдаатай байдаг. Бодис (анх нь CO 2 , H 2 O ба O 2 ) дур зоргоороо удаан хугацаанд эргэлдэж чаддаг, би фотосинтез, дараа нь амьсгалын үйл ажиллагаанд ээлжлэн оролцдог. Химийн үүднээс авч үзвэл эдгээр мөчлөгт байгаа бодисууд атом солилцож, дахин бүтээгдэж байгаа мэт байнга өөрчлөгдөж байдаг бол элементүүдийн атомууд (жишээлбэл, нүүрстөрөгч) ямар ч өөрчлөлтөд ордоггүй.

Биосфер дахь азотын эргэлт.

Биосфер дахь фосфорын эргэлт.

Биосфер дахь энергийн урсгал.

Материас ялгаатай нь энерги нь мөчлөгийн хуульд захирагддаггүй. Эс, бие даасан организм, экосистемийн хэвийн амьдрахын тулд нар дэлхийг эрчим хүчний шинэ, шинэ хэсгүүдийг тасралтгүй хангах ёстой.
Биосфер дахь энергийн урсгал нь биосферийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд энерги дамжуулах, ашиглах үйл явц юм. Биоценоз бүрийн амьд организмын нийт тоо, тэдгээрийн хөгжил, нөхөн үржихүйн хурд нь эцсийн дүндээ экосистемд орж буй энергийн хэмжээ, түүгээр дамжин өнгөрөх хурд, эцэст нь бодисын эргэлтийн эрчмээс хамаарна. тэр. Бодисын мөчлөгийн хөдөлгөөнөөс ялгаатай нь энергийн өөрчлөлт нь нэг чиглэлд явагддаг. Биосферийн эрчим хүчний цорын ганц эх үүсвэр нь нарны гэрэл (зөвхөн орон нутгийн жижиг экосистемүүд химийн урвалын энергийг ашигладаг). Нарны энергийн нэг хэсэг (дэлхийн гадаргад хүрэх нийт эрчим хүчний 0.1-1.6%) нь организмын бүлгүүдэд хувирч чанарын хувьд илүү өндөр түвшинд хүрч, нарны гэрлээс илүү төвлөрсөн энергийн хэлбэр болох органик бодис болж хувирдаг. Гэвч ихэнх энерги нь доройтож, системээр дамжин өнгөрч, чанар муутай дулааны энерги (дулааны угаалтуур) хэлбэрээр үлдээдэг. Экосистем дэх энергийг хувиргах үр ашгийг эрчим хүчний пирамид тусгадаг бөгөөд энэ нь гадаргуугийн нэгжид хуримтлагдсан энергийн хэмжээг (килокалориор - ккал) тоолох замаар бүтээгдсэн бөгөөд трофик түвшин бүрт организм ашигладаг. Энэ бүх энергийн багахан хэсэг нь организмд үлдэж, биомассанд хадгалагдаж үлдсэн хэсэг нь амьд биетийн бодисын солилцооны хэрэгцээг хангахад зарцуулагддаг.
Хүнсний сүлжээг зохион байгуулах зарчим нь термодинамикийн хоёр хуулийн үйл ажиллагааг тусгадаг. Термодинамикийн 1-р хуулийн дагуу энергийн урсгал нь гадагшаа урсах замаар тэнцвэрждэг бөгөөд энергийн дамжуулалт бүр нь дулааны энергийг ашиглах боломжгүй хэлбэрээр (амьсгалах үед) 2-р хуульд заасны дагуу сарнидаг.
Нэгж цаг хугацаанд экосистемд орж ирж буй нийт эрчим хүчний хэмжээ нь муудсан, экспортлогдсон, эсвэл хуримтлагддаг. Амьсгалын явцад алдаж, экосистемд хуримтлагдаж, алга болсон энерги нь фотосинтезийн явцад бүртгэгдсэн энергитэй тэнцүү байна. Хүнсний гинжин хэлхээнд нэг сувгийн энерги дамжуулахын оронд үйлдвэрлэгчдээс гарч буй энергийн урсгал нь хог хаягдал, бэлчээрийн гинжин хэлхээнд хуваагдах үед хоёр суваг үүсдэг. Бэлчээрийн хүнсний гинжин хэлхээ нь ургамлаас эхний эрэмбийн хэрэглэгчид (өвсөн тэжээлт амьтад) дамжин өнгөрөх энергийн урсгал юм. Хэрэглэгчийн хэрэглээгүй үлдсэн цэвэр бүтээгдэхүүн нь үхсэн органик бодисыг нөхдөг. Энэ нь шингэцгүй хоол хүнсний нэг хэсэг, түүнчлэн амьтны цогцос, ургамлын үлдэгдэл агуулсан ялгадасаас бүрддэг бөгөөд үүнийг детрит гэж нэрлэдэг. Үхсэн органик бодисоос үүссэн энергийн урсгалыг задлагчийн системээр дамждаг хүнсний гинжин хэлхээ гэж нэрлэдэг. Энэ нь экосистемийн үндсэн шаталсан бүтэцтэй тохирч байгаа тул амьд ургамлын шууд хэрэглээ, үхсэн органик бодисын хэрэглээ нь орон зай, цаг хугацааны хувьд ихэвчлэн хуваагддаг бөгөөд макроконсулагчид (фаготроф амьтад) болон бичил хэрэглэгчид (сапрофит бактери, мөөгөнцөр) ихээхэн ялгаатай байдаг. Бодисын солилцооны хурд, хэмжээ, тэдгээрийн судалгаанд янз бүрийн аргууд шаардлагатай байдаг. Хоёр замын дагуу урсдаг цэвэр үйлдвэрлэлийн энергийн хэсгүүдийн үнэ цэнэ нь өөр өөр төрлийн экосистемд өөр өөр байдаг бөгөөд ихэвчлэн нэг экосистемд улирал эсвэл жилээр өөр өөр байдаг. Бүх экосистемд бэлчээр, хор хөнөөлтэй хүнсний сүлжээ нь хоорондоо холбоотой байдаг тул гаднаас ирж буй эрчим хүчний хариуд систем нь урсгалыг хурдан сольж чаддаг.
гэх мэт.................

Биосфер дахь энергийн урсгал. Гаригийн амьд бүрхүүл нь зөвхөн нарны энергийг төдийгүй дэлхийн гэдэснээс ирдэг энергийг тасралтгүй шингээдэг; энерги нь нэг организмаас нөгөө организмд шилжиж, хүрээлэн буй орчинд цацагддаг. Биосфер дахь энергийн эх үүсвэрүүд, энергийн урсгал хаашаа урсдаг, биомасс үүсгэхэд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг тодорхой ойлгох хэрэгтэй.

Дэлхий дээрх гадаад эрчим хүчний цорын ганц анхдагч эх үүсвэр нь нарны гэрэл ба дулааны цацраг юм (2-р бүлгийг үз). Жил бүр дэлхийн гадаргуу дээр ойролцоогоор 21,1023 кДж унадаг бөгөөд үүний зөвхөн 40 орчим хувь нь ургамал бүрхэгдсэн газар, түүнчлэн тэдгээрт агуулагдах ургамал бүхий усан санд унадаг. Тусгал болон бусад шалтгааны улмаас цацрагийн энергийн алдагдал, түүнчлэн фотосинтезийн энергийн гарц 2% -иас хэтрэхгүй байх ёстой. нийтФотосинтезийн бүтээгдэхүүнд жил бүр хуримтлагдсан энергийг 20 1022 кЖ дарааллын утгаар илэрхийлнэ. Газрын амьд бүрхэвч нь цэвэр бүтээгдэхүүн бий болгохоос гадна амьсгалах үйл явцад түүнд баригдсан нарны энергийг ашигладаг. Эдгээр эрчим хүчний зардал нь цэвэр бүтээгдэхүүн бий болгоход зарцуулсан эрчим хүчний 30-40 орчим хувийг эзэлдэг. Ийнхүү газрын ургамлууд жилд нийтдээ (амьсгалах, цэвэр бүтээгдэхүүн бий болгоход) ойролцоогоор 4.2 1018 кЖ нарны энергийг хувиргадаг.

Биомасс үүсэх, оршин тогтнох нь хүрээлэн буй орчноос эрчим хүч, бодисыг нийлүүлэхтэй салшгүй холбоотой. Дэлхийн царцдасын ихэнх бодисууд нь амьд организмаар дамжин өнгөрч, шим мандлыг бий болгосон бодисын биологийн эргэлтэнд оролцож, түүний тогтвортой байдлыг тодорхойлдог. Эрчим хүчний хувьд биосфер дахь амьдрал нь нарны энергийн байнгын урсгал, фотосинтезийн үйл явцад ашиглах замаар дэмжигддэг. Амьд эсийн молекулуудаар хүлээн зөвшөөрөгдсөн нарны энергийн урсгал нь химийн бондын энерги болж хувирдаг. Фотосинтезийн явцад ургамал нарны гэрлийн цацрагийн энергийг ашиглан бага энергитэй бодисыг (CO2 ба H2O) илүү нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүд болгон хувиргадаг бөгөөд нарны энергийн нэг хэсэг нь химийн холбоо хэлбэрээр хадгалагддаг.

Фотосинтезийн явцад үүссэн органик бодисууд нь ургамлын өөрөө эрчим хүчний эх үүсвэр болдог эсвэл идэж, дараа нь нэг организмаас нөгөө организмд уусдаг: ургамлаас өвсөн тэжээлтэн, тэднээс мах идэштэн гэх мэт. Органик нэгдлүүдэд агуулагдах энерги ялгарах нь амьсгалах, исгэх явцад тохиолддог, ашигласан эсвэл үхсэн биомассын үлдэгдлийг устгах нь сапрофитуудын тоонд хамаарах янз бүрийн организмууд (гетеротроф бактери, мөөгөнцөр, зарим амьтан, ургамал) гүйцэтгэдэг. Тэд биомассын үлдэгдлийг органик бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд (эрдэсжилт) задалж, биологийн мөчлөгт нэгдлүүд болон химийн элементүүдийг оролцуулахад хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд энэ нь органик бодисын үйлдвэрлэлийн дараагийн мөчлөгийг баталгаажуулдаг. Хоолонд агуулагдах энерги нь эргэлтэнд ордоггүй, харин аажмаар дулааны энерги болж хувирдаг гэдгийг бид онцолж байна. Үүний үр дүнд химийн холбоо хэлбэрээр организмд шингэсэн нарны энерги дулааны цацраг хэлбэрээр дахин сансарт буцаж ирдэг. Тиймээс биосфер нь гаднаас байнга эрчим хүчний хангамжийг шаарддаг. Энэхүү хамгийн чухал үүргийг Нар гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь олон тэрбум жилийн турш биосферээр тасралтгүй эрчим хүчний урсгалыг хангадаг. Үүний зэрэгцээ богино долгионы цацраг (гэрэл) Дэлхий дээр ирж, урт долгионы дулааны цацраг нь түүнийг орхидог. Эдгээр энергийн тэнцвэрийг хадгалахгүй байх нь чухал: гараг нь нарнаас хүлээн авахаас арай бага энергийг Сансар огторгуйд цацруулдаг. Энэхүү ялгаа (хувийн фракц) нь шим мандалд шингэж, аажмаар, гэхдээ эрчим хүчийг байнга хуримтлуулдаг. Энэ нь нэг л өдөр дэлхий дээр амьдрал гарч ирэхэд хангалттай байсан бөгөөд одоо ч гэсэн гарагийн хөгжлийн бүхий л агуу үйл явцыг дэмжих шим мандал бий болсон.

Биосферийн бүтээмж. Дэлхийн орчин үеийн биомасс ойролцоогоор 1.841 1012 тонн (хуурай бодисын хувьд). Үүний зэрэгцээ, газрын биомасс ойролцоогоор 1.837 1012 тонн, Дэлхийн далайд - 3.9 109 тонн байна. Энэ нь фотосинтезийн үр ашиг багатай холбоотой, учир нь далайн бүсэд нарны цацрагийн энергийг ашиглах нь 0.04%, газар дээр - 0.1%. Газрын биомасс дахь ногоон ургамал 99%, амьтан, бичил биетэн 1% -ийг эзэлдэг. Газар дээрх биомасс жигд бус тархсан бөгөөд туйлаас экватор хүртэл нэмэгддэг ба төрөл зүйлийн олон янз байдал нэмэгддэг.

Газрын нийт анхдагч үйлдвэрлэлд янз бүрийн тивүүдийн оруулсан хувь нэмэр ойролцоогоор дараах байдалтай байна (Н.М. Чернова нар, 1995): Европ - 6, Ази - 28, Африк - 22, Хойд Америк - 13, Өмнөд Америк - 26, арлуудтай Австрали Далай - 5%. Хэрэв бид 1 га талбай дахь ургамлын бүтээмжийг харьцуулж үзвэл (бүх тивийн дунджийн хувиар) Европт - 89, Азид - 103, Африкт - 108, Хойд Америкт - 86, Өмнөд Америкт - 220, Австралид - 90. Үүний зэрэгцээ экологийн янз бүрийн системийн бүтээмж өөр өөр байдаг бөгөөд энэ нь цаг уурын олон хүчин зүйлээс, ялангуяа дулаан, чийгийн хангамжаас хамаардаг. Хамгийн үр бүтээлтэй экосистем нь халуун орны ой мод, дараа нь тариалангийн талбай, тал хээр болон бэлчээрийн тал, цөл, туйлын бүс нутаг юм.

Дэлхийн далайн биомасс нь хуурай газрынхаас бараг 1000 дахин бага боловч түүний гадаргуу нь дэлхийн нийт гадаргуугийн 72.2 хувийг эзэлдэг гэдгийг бид онцолж байна. Гэсэн хэдий ч далайн биоценозын өвөрмөц бүтээмж маш өндөр тул хуурай газартай харьцуулахад өчүүхэн бага хэмжээний далайн фитомасс нь жил бүр хуурай газрын цэвэр үйлдвэрлэлтэй дүйцэхүйц цэвэр үйлдвэрлэлийг бий болгодог. Ийнхүү далайд жилд 5.51 1010 тонн ургамлын масс үүсдэг бөгөөд энэ нь манай гаригийн үйлдвэрлэлийн нийт биомассын гуравны нэг орчим юм.

Биосферт тохиолддог организмын өсөлт, нөхөн үржихүй нь атомуудын биоген нүүдлийг баталгаажуулдаг бөгөөд энэ нь хувьслын явцад орчин үеийн байгалийн тогтолцоог бий болгоход хүргэсэн. Хэдэн зуун сая жилийн туршид ургамал асар их хэмжээний нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээж, агаар мандлыг хүчилтөрөгчөөр баяжуулсан. Амьд организм нь биосфер болон бүх гарагийн байгалийн шинж чанарт гүн гүнзгий нөлөөлдөг. Сээр нуруугүй амьтдын араг яс нь шохойн чулуу, шохой зэрэг тунамал чулуулаг үүсгэсэн; ургамлын үлдэгдэлээс нүүрс, газрын тос үүссэн. Хөрс нь мөн бичил биетэн, ургамал, амьтдын байгалийн органик бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй харилцан үйлчлэлийн амин чухал үйл ажиллагааны бүтээгдэхүүн болох биоген гаралтай байдаг. Хувьслын үйл явцад илүү төвөгтэй, гэхдээ хүрээлэн буй орчны өөрчлөлтөөс бага хамааралтай организмууд бий болж, харьцангуй тогтвортой экосистемийн хөгжил нь эрчим хүч, энергийн хөдөлгөөний хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. үүссэн биогеоценоз дахь бодисууд.

"Амьдралын дарамт"-ыг тодорхой гэрчлэх тоо баримтуудыг иш татъя. Дэлхий дээр дор хаяж 1 тэрбум жилийн турш оршин тогтнож байсан амьд бодисын нийт масс дэлхийн царцдасын массаас аль хэдийн давсан байна. Үнэн хэрэгтээ дэлхийн биомасс 1.84 1012 тонн, өөрөөр хэлбэл. дэлхийн царцдасын 0.00001% орчим (2 1019 тн) амьд бодисын жилийн үйлдвэрлэл 1.7 1011 тн-д дөхөж байна.Сүүлийн тэрбум жилийн хугацаанд энэ үйлдвэрлэл орчин үеийнхтэй ойролцоо байсан гэж үзвэл түүний нийт хэмжээг тооцоолж болно: 1.710 109 = 1.7 1020 тонн, өөрөөр хэлбэл. бараг дэлхийн царцдасын массаас их хэмжээний дараалал. Н.М. Чернова, хэрэв өнгөрсөн 600 сая жилийн хугацаанд дэлхий дээр үйлдвэрлэсэн бүх биомассыг цуглуулах боломжтой байсан бол энэ нь дэлхийг хэдэн зуун километрийн давхаргаар бүрхэх болно.

V.I-ийн хэлснээр. Вернадскийн хэлснээр дээрх "амьдралын кино" нь литосфер, гидросфер, агаар мандал гэсэн дэлхийн гурван бүрхүүлд орчин үеийн дүр төрхийг өгдөг геологийн гол хүч байсаар ирсэн. Эдгээр бүрхүүлийн хөгжил, мөн чанарыг одон орон судлалын бус, харин биогенийн шалтгаанаар тодорхойлдог болсон. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол дэлхийн геофизикийн гүн давхаргаас үүссэн галт уулын үйл ажиллагааны илрэл юм.

Гаригийн амьд бүрхүүл нь зөвхөн нарны энергийг төдийгүй дэлхийн гэдэснээс ирдэг энергийг тасралтгүй шингээдэг; энерги нь нэг организмаас нөгөө организмд шилжиж, хүрээлэн буй орчинд цацагддаг. Эрчим хүч хаана "урсдаг", биомасс үүсгэхэд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг нь тодорхой байх ёстой.

Жил бүр дэлхийн гадаргуу дээр ойролцоогоор 211023 кДж унадаг бөгөөд үүний зөвхөн 40 орчим хувь нь дэлхийн ургамалаар бүрхэгдсэн газар, түүнчлэн тэдгээрт агуулагдах ургамал бүхий усан санд унадаг. Тусгал болон бусад шалтгааны улмаас цацрагийн энерги алдагдах, түүнчлэн фотосинтезийн энергийн гарц 2% -иас хэтрэхгүй байх тохиолдолд фотосинтезийн бүтээгдэхүүнд жилд хуримтлагдсан энергийн нийт хэмжээг захиалгын утгаар илэрхийлнэ. 2.010 22 кЖ. Газрын амьд бүрхэвч нь цэвэр бүтээгдэхүүн бий болгохоос гадна нарны энергийг амьсгалах үйл явцад ашигладаг: цэвэр бүтээгдэхүүн бий болгоход зарцуулсан энергийн 30-40 орчим хувийг эзэлдэг. Ийнхүү газрын ургамал нийтдээ (амьсгалах, цэвэр бүтээгдэхүүн бий болгоход) жилд ойролцоогоор 4.210 18 кЖ нарны энергийг хувиргадаг.

Биомасс үүсэх, оршин тогтнох нь хүрээлэн буй орчноос эрчим хүч, бодисыг нийлүүлэхтэй салшгүй холбоотой. Дэлхийн царцдасын ихэнх бодисууд нь амьд организмаар дамжин өнгөрч, шим мандлыг бий болгосон бодисын биологийн эргэлтэнд оролцож, түүний тогтвортой байдлыг тодорхойлдог. Эрчим хүчний хувьд биосфер дахь амьдрал нь нарны энергийн байнгын урсгал, фотосинтезийн үйл явцад ашиглах замаар дэмжигддэг. Амьд эсийн молекулуудаар хүлээн зөвшөөрөгдсөн нарны энергийн урсгал нь химийн бондын энерги болж хувирдаг. Фотосинтезийн явцад ургамал нарны гэрлийн цацрагийн энергийг ашиглан бага энергитэй бодисыг (CO 2 ба H 2 O) илүү нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүд болгон хувиргадаг бөгөөд нарны энергийн нэг хэсэг нь химийн холбоо хэлбэрээр хадгалагддаг (Зураг 2).

Цагаан будаа. 2. Биосфер дахь энергийн хувирал (хатуу сум - бодисын эргэлт, завсарлагатай сум - энергийн урсгал)

Фотосинтезийн явцад үүссэн органик бодисууд нь ургамлын өөрөө эрчим хүчний эх үүсвэр болдог эсвэл хооллох, дараа нь нэг организмаас нөгөөд шингэх явцад дамждаг. Органик нэгдлүүдэд агуулагдах энерги ялгарах нь амьсгалах эсвэл исгэх явцад бас тохиолддог. Сапрофитууд (гетеротроф бактери, мөөгөнцөр, зарим амьтан, ургамал) нь биомассын үлдэгдлийг органик бус бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд (эрдэсжилт) задалж, биологийн мөчлөгт нэгдлүүд болон химийн элементүүдийг оролцуулахад хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд энэ нь органик бодисын үйлдвэрлэлийн дараагийн мөчлөгийг баталгаажуулдаг. Хоолонд агуулагдах энерги нь эргэлтэнд ордоггүй, харин аажмаар дулааны энерги болж хувирдаг гэдгийг бид онцолж байна. Үүний үр дүнд химийн холбоо хэлбэрээр организмд шингэсэн нарны энерги дулааны цацраг хэлбэрээр дахин сансарт буцаж ирдэг. Тиймээс биосферийн амьд бодис нь нарны эрчим хүчийг байнга нэвтрүүлэхийг шаарддаг. Богино долгионы цацраг (гэрэл) Дэлхий дээр ирдэг бөгөөд урт долгионы дулааны цацраг нь түүнийг орхидог. Үүний зэрэгцээ эдгээр энергийн тэнцвэрт байдал ажиглагддаггүй: гараг нь нарнаас хүлээн авахаас арай бага энергийг Сансар огторгуйд цацруулдаг. Энэхүү ялгаа (хувийн фракц) нь шим мандалд шингэж, аажмаар, гэхдээ эрчим хүчийг байнга хуримтлуулдаг. Энэ нь нэг л өдөр дэлхий дээр Амьдрал гарч ирэхэд, шим мандал үүсэж, одоо ч гэсэн гаригийн амьд материйн хөгжлийг дэмжихэд хангалттай байсан.