Круговорот веществ в водоеме
Лишь немногие организмы имеют удельный вес меньше удельного веса воды и поэтому держатся у поверхности воды. Ранее обращавшиеся пациенты могут найти меня по известным им реквизитам. В глобальном масштабе его количество не представляет угрозы, но в городах концентрация этого газа достигает млн 1 , т.
Ежегодно человеком в процессе сжигания топлива из атмосферы извлекается около 3х10 10 т. Рубки леса также вносят ощутимый вклад в уменьшение поступления кислорода в атмосферу. Обезлесение земель в результате урбанизации и индустриализации ведет к ускорению процессов окисления почв и верхнего слоя коренных пород. Большое развитие получают процессы окисления произведенных человеком металлов и др. Круговорот углерода - циркуляция углерода в биосфере, один из самых важных биосферных процессов, поскольку углерод составляет основу органических веществ.
В круговороте углерода особенно велика роль диоксида углерода углекислого газа. Биологический цикл углерода в окружающей среде, который В. Вернадский называл жизненным, осуществляется при непосредственном участии живых организмов: зеленые растения в процессе фотосинтеза накапливают углерод из воздуха, превращая углекислый газ в сложные углеводороды. Этот восстановительный процесс сопровождается поглощением накоплением энергии.
В результате дыхания живых организмов происходит обратный процесс - окисление фиксированного в живом веществе углерода в углекислый газ С0 2 , который вновь поступает в атмосферу, и этот процесс идет с выделением энергии. На суше значительная доля углерода в форме углекислого газа возвращается в атмосферу микроорганизмами почвы.
В большинстве случаев существует баланс между поступлением углерода в подсистему редуцентов и его выделением в виде С В тропическом лесу подстилка разлагается быстро и практически полностью, до ее конечных продуктов - воды и двуокиси углерода. В бореальных лесах разложение протекает медленно, и большое количество органических соединений накапливается при неполном разложении органического вещества.
Часть образуемого в процессе фотосинтеза органического вещества в определенных условиях, после гибели растений и живых организмов, преобразуется в ископаемые, обогащенные углеродом, твердые и жидкие органические продукты. В почвах накоплено в 2 раза больше углерода, чем в атмосфере. Количество диоксида углерода в атмосфере над зоной тайги примерно в 3 раза выше, чем над тропическим лесом, т.
В тропиках в течение года содержание в атмосфере диоксида углерода более или менее стабильно. В тайге в зимнее время его концентрация больше, чем летом, когда активно протекает фотосинтез. Скорость круговорота углерода в гидросфере существенно выше, чем в атмосфере. Время пребывания углерода в наземной растительности составляет от 10 до лет, а в морской фитомассе - меньше месяца. Это объясняется, в основном, тем, что фитопланктон состоит, главным образом, из одноклеточных организмов, время жизни которых значительно меньше, чем у наземной древесной растительности.
Древесина более устойчива к разложению, чем листья. В одном и том же лесу разные виды растений и их различные фракции листья, ветви, сучья, стволы разлагаются с различной скоростью.
Скорость разложения зависит также от климатических условий. Это тот объем углерода, который ежегодно накапливается в атмосфере. Это обусловлено, в основном, сжиганием ископаемого топлива, разрушением пахотных почв и сведением лесов. В результате сжигания ископаемого топлива каждый год в атмосферу выбрасывается Зх10 9 т углерода. Сейчас тропические леса вырубают со скоростью 15,4 млн га в год.
Кроме того, разложение древесины после рубки леса приводит к дополнительному поступлению диоксида углерода в атмосферу. В результате деятельности почвенных редуцентов выделяется также метан. При проведении рубок выделение метана из лесной почвы возрастает вследствие ее переувлажнения и заболачивания. Метан и диоксид углерода являются главными виновниками парникового эффекта, следствие которого - постепенное глобальное потепление климата. Лесам принадлежит важнейшая роль в поглощении углекислого газа и в поддержании относительной стабильности газового состава атмосферы.
Общий запас углерода, сосредоточенный в органическом веществе лесных экосистем России, составляет около млрд т, в т. Особенно большие запасы углерода сосредоточены в мортмассе и органическом веществе почв бореальных лесов, расположенных в северных регионах России, где скорость биологического круговорота замедлена.
Круговорот азота включает следующие процессы: фиксация азота; аммонизация; нитрификация; денитрификация. Круговорот азота иллюстрирует ключевую роль микроорганизмов в круговороте веществ.
Фиксация азота происходит в результате деятельности азотфиксирующих бактерий биологическая азотфиксация , при грозовых разрядах и в результате антропогенной деятельности, напр. Фиксировать атмосферный азот способны следующие широко распространенные в природе микроорганизмы: свободноживущие бактерии Azotobacter и Clostridium, пурпурные бактерии и др.
Циано-бактерии могут фиксировать азот как самостоятельно, так и в симбиозах с грибами в составе некоторых лишайников или мхами, папоротниками и даже семенными растениями. Биологическая азотфиксация происходит эффективнее, когда в среде мало соединений азота. Поэтому внесение азотных удобрений под бобовые растения делает невозможной фиксацию ими азота.
В таких симбиотических системах азот становится доступен растениям в виде аммиака NH 3 или иона аммония NH,.
Образование аммония происходит в результате аммонификации - разложения микроорганизмами азотсодержащих соединений - белков, нуклеиновых кислот, мочевины и др. Аммиак легко растворяется в воде. Часть его может поглощаться непосредственно растениями, часть вымывается из почвы, а оставшийся аммиак подвергается действию нитрифицирующих бактерий при нитрификации.
Часть азота затем из растений переходит в ткани животных. Денитрификация - разложение азотсодержащих соединений редуцентами как правило, микроорганизмами до молекулярного азота. Азот снова поступает в атмосферу. В настоящее время, вследствие уменьшения количества естественных экосистем, доля биофиксации азота стала меньше, чем доля промышленной фиксации. До половины азота, вносимого на поля, вымывается в грунтовые воды, озера, реки и вызывает загрязнение биогенными элементами эвтрофикацию водоемов.
Значительное количество азота в форме окислов азота поступает в атмосферу в результате техногенного загрязнения. Выбросы окислов азота промышленными предприятиями и сверхзвуковыми самолетами могут стать причиной разрушения озонового экрана, предохраняющего все живое от губительного воздействия ультрафиолетовой радиации. В отличие от круговорота азота, который является закрытым, круговорот фосфора разомкнут, т.
Никакие воздуходувные аппараты, применяемые для поддержания кислородного балланса в воде, не могут полностью заменить их. Газовый режим воды зависит от ее температуры, атмосферного давления и освещения. В холодной воде гораздо больше кислорода, чем в теплой.
При снижении атмосферного давления увеличивается содержание углекислого газа. В воде освещенного аквариума кислорода больше, чем углекислоты, и наоборот. При изменении содержания в воде кислорода и углекислого газа изменяется и рН. Раньше значению рН не придавали особого значения, но теперь выяснено, что рН воды сильно влияет на все биологические и биохимические процессы, происходящие а воде, а также на жизнедеятельность микроорганизмов, рыб и растений.
При изменении рН изменяется и обмен веществ в организме рыб.
В кислой и щелочной среде понижается усвояемость рыбами пищи, затрудняется их дыхание. Если вода очень кислая рН менее В , рыбы и растения гибнут. Особенно важное значение активная реакция воды имеет при разведении рыб. Слабокислая реакция воды рН 6—6,5 не только препятствует развитию бактерий, губительно действующих не икру, но и является необходимым условием для ее оплодотворения и дальнейшего развития личинок. Каждый аквариумист должен знать, что при увеличении в воде содержания кислорода и уменьшении углекислого газа происходит увеличение рН.
Снижение же рН происходит от присутствия в воде органических в частности гуминовых кислот, образующихся в результате разложения органических веществ.
При большой концентрации солей кальция и магния увеличивается и щелочность воды. В щелочной воде при ярком освещении очень интенсивно развиваются зеленые водоросли и наблюдается "цветение", что очень вредно для рыб и растений. В недостаточно освещенном аквариуме в большом количестве развиваются" водоросли, окрашенные в желто-коричневый цвет.
Они образуют коричневый налет на стеклах аквариума, растениях и грунте. Этот налет также отрицательно действует на рыб и растения. И наконец, при щелочной реакции воды и недостатке кислорода образуется сероводород как правило, в грунте. О наличии сероводорода в воде свидетельствуют серные бактерии, покрывающие беловатым налетом камни и песок в аквариуме.
В плохо устроенном аквариуме могут происходить гидрохимические процессы между каркасом аквариума и водой. При этом в воде появляются соединения железа, меди, цинка, гибельно действующие на рыб. Остальные ответы.
