3.4.2. Складов енергетичного балансу в босфер Потк енерг на Земнй Кул ма три джерела: а) сонячна енергя; б) енергя земних надр; в) кнетична енергя оберту Земл та супутника Мсяця як космчних тл Найголовншою частиною в систем керування босферою енергя Сонця. Всю босферу можна розцнювати як дине природне утворення, що поглина енергю з космчного простору та направля на внутршню роботу. У босфер енергя тльки переходить з одн форми до ншо та розсються у вигляд тепла. Особливстю поведнки енерг в босфер одностороння спрямовансть - концентрована енергя, пройшовши ряд перетворень, розсються у вигляд тепла. Основними перетворювачами енерг в босфер жив органзми. Продуценти перетворюють вльну променеву енергю Сонця (концентрована енергя) в хмчно зв'язану, яка потм переходить (по харчових ланцюгах) вд одних босферних структур до нших (рис. 3.1). Рис. 3.1. Основн напрямки потокв енерг на Земнй Кул. При кожному переход частина енерг перетворються в тепло та розсються в навколишньому простор. У бльш детальному вигляд схема планетарного потоку енерг показана на рис.3.2. Рис. 3.2. Планетний потк енергДоля рчного притоку сонячно енерг така: 1) вдбиваться-30%; 2) прямо перетворються в тепло - 40/о, 3) випар, опади-23%; 4) втер, хвил-0,2%; 5) фотосинтез-0,08%. Таким чином, тльки невеличка частина сонячно енерг И %) витрачена на фотосинтез,але саме вона джерелом усього життя на Земл. Проте, т приблизно 70% енерг Сонця, що перетворюються в тепло, дуть на випар, втер, не губляться даремно, тому що ця енергя пдтриму потрбну для життя температуру, пуска в хд системи погоди, забезпечу кругообг води, без чого неможливе життя на Земл. Нормальне функцонування босфери можливе лише за умов, коли нчим не стримуться надходження та передача концентровано енерг, та стк теплово енерг. 3.4.3. Бохмчн кругообги речовини З потоками енерг тсно пов'язан потоки речовини. За рахунок процесв мграц хмчних елементв ус геосфери Земл пов'язан диним циклом кругообгу цих елементв. Кругообг, рушйною силою якого тектончн процеси сонячна енергя, одержав назву великого (геологчного) кругообгу. Схематично це можна уявити так. Вивержен глибинн породи мантйного походження (базальта) тектончними процесами виводяться з надр Земл в босферу. Пд дю сонячно енерг живо речовини вони вивтрюються, переносяться, перетворюються у рзномантн осадков породи. Потм за рахунок тектончних рухв знову потрапляють у зону великих тискв температур Земл, де з них звльняться сонячна енергя, здйснються метаморфзм створення грантних порд. Грантн породи знову за рахунок тектончних рухв потрапляють у босферу. Таким чином, великий кругообг речовини можна розглядати як еволюцю земно кори вд океанчного (базальтового) типу до материкового (грантного). Потужнсть великого кругообгу приблизно 2 х 1016 т/рк. Виникнення життя на Земл сприяло появ ново форми мграц хмчних елементв богенно. На великий (геологчний) наклався малий (богенний) кругообг речовини. У малому кругообгу перемщуються в основному вуглець (2 х 10" т/рк) фосфор ( 108 т/рк). Обидва кругообги проткають зараз одночасно тсно пов'язан мж собою. Жив органзми в босфер нцюють кругообг речовин призводять до виникнення богеохмчних циклв. Бохмчн цикли це циклчне перемщення богенних елементв: вуглецю, кисню, водню, азоту, срки, фосфору, кальцю, калю й н. вд даного компонента босфери до нших так, що на визначених длянках цього кругообгу вони входять до складу живо речовини. Перемщення речовини в бохмчних циклах одночасно забезпечу життдяльнсть живих органзмв. Головними оцночними параметрами ефективност напрямку роботи богеохмчного циклу кльксть бомаси, елементарний склад активне функцонування живих органзмв. Хмчн елементи, що беруть участь у будвництв живо речовини необхдн для його синтезу, одержали назву богенних. Склад аботично частини нашо планети приблизно такий: Fe -36%, 02- 25%, Si * 23%, Mg " 10%, S * 3%, Ni * 2%, нш - 15%.. Склад бомаси зовсм нший: О2"70%, С" 15%, Н = 11%, нш = 4%. Принцип циклчност в перетвореннях перемщеннях речовини в босфер основоположним. Збергання циклчност - умова снування босфери. Центральне мсце в босфер посдають бохмчн цикли: вуглецю, води, азоту, та фосфору. Ц цикли в найбльшй мр зазнали трансформац при формуванн техносфери та агросфери, вивчення х стало важливим завданням еколог. Бохмчний цикл вуглецю базуться на атмосферному депо, яке утриму його в клькост, приблизно рвнй 700 млрд. тонн у форм вуглекислого газу (рис.3.3). Цей цикл нцються фото синтезом та диханням, обидва процеси йдуть так нтенсивно, що у рослин та тварин на долю вуглецю припада до 40-50% загально маси. Залишки вдмерлих рослин та тварин сприяють утворенню гумусу. Аналогчно утворються торф. У цих двох формах вмщуться до 99% вуглецю нашо планети. Швидксть кругообгу вуглецю обчислються в середньому вд 300 до 1000 рокв. Рис. 3..3. Богеохмчний цикл вуглецю Рис. 3.4. Богеохмчний цикл води Переважна частина води засолена. Прсно води на планет всього 2% вд загально клькост. Тла всх живих органзмв досить сильно обводнен: у тварин на долю води припада 70%, а у рослин - 90-95% вд хньо маси. Загальний кругообг води нцються потоком сонячно радац. Випаровування та трансляця переводять воду з рдкого стану в газоподбний, вона надходить в атмосферу. Атмосферн опади забезпечують обводнення континентв (хоча частина опадв випада безпосередньо над водоймами). Кльксн показники кругообгу води визначаються клматом та й сам визначають клмат. Головним параметром оцнки нтенсивност кругообгу води служить евапотранспраця з роздленням на випаровування та власну транспрацю. Безпосередньо на формування бомаси залучаться всього десь 1% води вд загально клькост, що на планет. На утворення 1 кг бомаси використовуться 130-230 кг води, тому кругообг досить активним. Вода морв та океанв, а також пдземн води служать як депо води. Моря втрачають вд випаровування бльше (1200 мм/рк), нж отримують вд опадв (1100 мм/рк). Ця рзниця забезпечу обводнення континентв. На суходол середня рчна кльксть опадв дорвню 710 мм, а випаровування - 470 мм. Зворотн надходження води до океанв та морв йде через поверхневий та пдземний стоки. Сльськогосподарське та промислове виробництво, не змнюючи загально клькост води в бохмчному цикл, суттво перерозподля надходження води рзним регонам. Виявилося, що мелорацю охоплен величезн територ. Вдрвансть мелоративних проектв вд екологчних концесй призвела в кнцевому результат до запустелювання, обмлення рк, висихання замкнених водойм, що розташован в умовах континентального клмату. Яскравим прикладом обводнення пвдня Середньо Аз за рахунок забору води з Амудар' та Сирдар', що завершилося трагедю Аралу. Суттвий вплив на цикл води чинить промислове виробництво. Бльшсть його видв пов'язан з використанням велико клькост води, яка повертаться в депо вже дуже забрудненою. Богеохмчний цикл азоту. Це один з найбльш швидких кругообгв речовин (рис.3.5.). Реалзуться вн, в основному, за рахунок дяльност рзних груп живих органзмв , в першу чергу, при активнй участ мкробв. Основним депо азоту газоподбний азот атмосфери. Його зв'язування здйснються вльно снуючими азотфксаторами (Azotobacter, Clostridium, Nostoc, Rhizobium). Органчн речовини, як Рис. 3.5. Богеохмчний цикл азоту вмщують зв'язаний азот, мнералзуються за рахунок амонфкац та нтрофкац, що робить доступним для вищих рослин нтратний та амонйний азот. Загальн оцнки фксац атмосферного азоту суперечлив в середньому для планети складають вд 100-170 мг/м2 на рк до 1-20г/м2нарк. Це вдповда приблизно 126 млн. тонн азоту в рк. В антропогенну епоху на кругообг азоту великий вплив ма виробництво синтетичних азотних добрив. Воно поляга у зв'язуванн азоту повтря та поетапного його перетворення спочатку в амак, потм в азотну кислоту, необхдну для отримання нтратв. Цей процес став широкомасштабним та залучив у богеохмчний цикл азоту з атмосферного депо велику його кльксть. Введення антропогенного азоту в його богеохмчний цикл дорвню 6,4 х 107 т азоту в рк (Garrels et al., 1973) З усх синтетичних мнеральних добрив азотн добрива вимагають найбльш енергетичних витрат при х виробництв тому найдорожчими. Однак, в сльському господарств не розроблен технолог безвдходного застосування азотних добрив. Нтрати не повнстю використовуються культурними рослинами суттво забруднюють Aрунтов води та водойми. Проблема нтратного забруднення навколишнього середовища в наш час стала одню з найбльш актуальних. Богеохмчний цикл фосфору. Цей цикл ма найбльш простий характер (рис.3.6.). Основний запас фосфору зосереджений на планет у вигляд грських порд та мнералв. При х вивтрюванн створюються фосфати, як використовуються рослинами для побудови органчних речовин свого тла. Псля вдмирання рослин фосфор мнералзують мкроорганзми-редуцента. Втрати фосфору з бохмчного циклу пов'язан в основному з винесенням фосфору в моря та океани. Звдти назад на суходл вн може потрапити тльки через рибу або гуано. Фосфорн добрива виробляють в основному з грських порд. Таке переведення фосфору з депо в активну частину бохмчного циклу так само, як у випадку з азотом, ма негативн наслдки. Не використаний культурними рослинами фосфор у результат втрово ероз надходить до водойм, що призводять до авторфка. Чудовою особливстю природних екосистем повторне використання богенних речовин. Хоча в богеохмчних циклах деяк з таких елементв губляться, надходячи в депо, робляться доступними для рослин, у природних екосистемах масштаб цих процесв незначний. Босфера волод потужною буферною дю щодо багатьох зовншнх впливв. Це забезпечу загальну стйксть та створю сприятлив стабльн умови снування органзмв. У межах босфери пом'якшуться дя втру, посушливсть повтря та Aрунту, пдтримуться певне спввдношення мж концентрацю кисню та вуглекислого газу в атмосфер, звужуться амплтуда коливань температури. Але вс ц якост босфери не можуть протистояти нерозумним дям людини рзко падають при антропогенних впливах. Так, посухи порвняно безпечн для природних екосистем, але вони наносять вдчутн збитки агроекосистемам. Зберегти Aрунтово - клматичн умови великих регонв планети та забезпечити х стйксть можна тльки при наявност в цих регонах досить великих за площами природних бомв. Для стйкост богеохмчних циклв велике значення мають депо богенних хмчних речовин в Aрунт. @рунт - це зовсм особливе за своми властивостями природне тло. У босфер Aрунт викону безлч специфчних функцй. Вн забезпечу рослини всма необхдними поживними речовинами, утриму в соб велику кльксть вологи, перешкоджа швидкому стканню до рк. У сльському господарств Aрунт компонентом виробництва. Рис.3.6. Богеохмчний цикл фосфору Важливими учасниками богеохмчних циклв Aрунтов мкроорганзми. @рунт одночасно служить депо для багатьох речовин, за рахунок якого гасяться флуктуац, що виникають при переход речовини з одн ланки богеохмчного циклу до друго. Особливо важливий щодо цього гумус Aрунту. У ньому продукти розкладу органчних речовин утримуються тривалий час.
Складов енергетичного балансу в босфер, Бохмчн кругообги речовини , Екологя - Васюкова Г.Т. Бблотека укранських пдручникв
Загрузка. Пожалуйста, подождите...
Складов енергетичного балансу в босфер, Бохмчн кругообги речовини , Екологя - Васюкова Г.Т. Бблотека укранських пдручникв
