जीवमंडल में, प्रत्येक पारिस्थितिकी तंत्र की तरह, कार्बन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, फॉस्फोरस, सल्फर और अन्य पदार्थों का एक निरंतर चक्र होता है।

कार्बन डाइऑक्साइड पौधों और उत्पादकों द्वारा अवशोषित किया जाता है और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के माध्यम से कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, लिपिड और अन्य कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित हो जाता है। इन पदार्थों का उपयोग पशु उपभोक्ताओं द्वारा भोजन में किया जाता है।

इसी समय, प्रकृति में विपरीत प्रक्रिया होती है। सभी जीवित जीव साँस लेते हैं, CO2 छोड़ते हैं, जो वायुमंडल में प्रवेश करती है। मृत पौधों और जानवरों के अवशेष और जानवरों के मलमूत्र को डीकंपोजर सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित किया जाता है। CO2 वायुमंडल में उत्सर्जित होती है। कुछ कार्बन कार्बनिक यौगिकों के रूप में मिट्टी में जमा हो जाता है।

जीवमंडल में कार्बन चक्र के दौरान, ऊर्जा संसाधन बनते हैं: तेल, कोयला, दहनशील गैसें, पीट और लकड़ी।

जब पौधे और जानवर विघटित होते हैं, तो नाइट्रोजन अमोनिया के रूप में निकलती है। नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया अमोनिया को नाइट्रस और नाइट्रिक एसिड के लवण में परिवर्तित करते हैं, जो पौधों द्वारा अवशोषित होते हैं। कुछ नाइट्रोजन-स्थिरीकरण जीवाणु वायुमंडलीय नाइट्रोजन को आत्मसात करने में सक्षम हैं। इससे प्रकृति में नाइट्रोजन चक्र बंद हो जाता है।

जीवमंडल में पदार्थों के चक्र के परिणामस्वरूप, तत्वों का निरंतर बायोजेनिक प्रवासन होता है: पौधों और जानवरों के जीवन के लिए आवश्यक रासायनिक तत्व पर्यावरण से शरीर में चले जाते हैं; जब जीव विघटित होते हैं, तो ये तत्व फिर से वापस आ जाते हैं पर्यावरण, जहां से वे शरीर में प्रवेश करते हैं।

जीवमंडल का आधार कार्बनिक पदार्थों का चक्र है, जो जीवमंडल में रहने वाले सभी जीवों की भागीदारी से होता है और इसे जैविक चक्र कहा जाता है।

जैविक चक्र के नियमों में पृथ्वी पर जीवन के दीर्घकालिक अस्तित्व और विकास का आधार निहित है।

मनुष्य जीवमंडल का एक तत्व है और, पृथ्वी के बायोमास के एक अभिन्न अंग के रूप में, पूरे विकास के दौरान वह सीधे तौर पर आसपास की प्रकृति पर निर्भर रहा है।

उच्च तंत्रिका गतिविधि के विकास के साथ, मनुष्य स्वयं पृथ्वी पर आगे के विकास में एक शक्तिशाली पर्यावरणीय कारक (मानवजनित कारक) बन जाता है।

प्रकृति पर मानव का प्रभाव दोहरा है - सकारात्मक और नकारात्मक। मानवीय गतिविधियाँ अक्सर प्राकृतिक नियमों के उल्लंघन का कारण बनती हैं।

जीवमंडल में मानवता के द्रव्यमान का हिस्सा छोटा है, लेकिन इसकी गतिविधि बहुत बड़ी है; वर्तमान में यह जीवमंडल में प्रक्रियाओं को बदलने वाली एक शक्ति बन गई है।

वी.आई. वर्नाडस्की का दावा है कि जीवमंडल स्वाभाविक रूप से नोस्फीयर (जीआर से "नूस" - मन "+ जीआर" क्षेत्र "- गेंद) में बदल जाएगा।

वी.आई. वर्नाडस्की के अनुसार, नोस्फीयर एक जीवमंडल है जो मानव श्रम द्वारा परिवर्तित और वैज्ञानिक विचारों द्वारा परिवर्तित किया गया है।

वर्तमान में, एक ऐसा समय आ गया है जब व्यक्ति को अपनी आर्थिक गतिविधियों की योजना बनानी चाहिए ताकि यह विशाल पारिस्थितिकी तंत्र यानी जीवमंडल में स्थापित पैटर्न का उल्लंघन न करे और बायोमास की कमी में योगदान न दे।

पोषक तत्वों का चक्र. विचार किए गए मूल तत्वों के अलावा, कई अन्य तत्व जीवित जीव की चयापचय प्रक्रिया में भाग लेते हैं। उनमें से कुछ महत्वपूर्ण मात्रा में मौजूद हैं और सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम जैसे मैक्रोन्यूट्रिएंट्स की श्रेणी से संबंधित हैं। कुछ तत्व बहुत कम सांद्रता (सूक्ष्म तत्व) में निहित हैं, लेकिन वे भी महत्वपूर्ण हैं (लोहा, जस्ता, तांबा, मैंगनीज, आदि)।[...]

बुनियादी पोषक तत्वों और तत्वों का चक्र. आइए जीवित जीवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण पदार्थों और तत्वों के चक्र पर विचार करें (चित्र 3-8)। जल चक्र एक बड़ा भूवैज्ञानिक चक्र है; और बायोजेनिक तत्वों (कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, फॉस्फोरस, सल्फर और अन्य बायोजेनिक तत्व) के चक्र - छोटे बायोजियोकेमिकल तक।[...]

पोषक तत्वों के चक्र की दर काफी अधिक होती है। वायुमंडलीय कार्बन का टर्नओवर समय लगभग 8 वर्ष है। प्रत्येक वर्ष, हवा में लगभग 12% कार्बन डाइऑक्साइड को स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र में चक्र में पुनर्चक्रित किया जाता है। नाइट्रोजन के लिए कुल चक्र समय 110 वर्ष से अधिक, ऑक्सीजन के लिए 2500 वर्ष अनुमानित है।[...]

जैविक चक्र. पारिस्थितिक तंत्र में कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण और क्षय के कारण होने वाले पोषक तत्वों के चक्र को पदार्थों का जैविक चक्र कहा जाता है। बायोजेनिक तत्वों के अलावा, जैविक चक्र में खनिज तत्व शामिल होते हैं जो बायोटा और कई अलग-अलग यौगिकों के लिए सबसे महत्वपूर्ण हैं। इसलिए, बायोटा के कारण होने वाले रासायनिक परिवर्तनों की संपूर्ण चक्रीय प्रक्रिया, विशेषकर जब संपूर्ण जीवमंडल की बात आती है, को बायोगेकेमिकल चक्र भी कहा जाता है। [...]

जैविक चक्र पारिस्थितिक तंत्र में, जीवमंडल में उनके जैविक और अजैविक घटकों के बीच पोषक तत्वों और उनमें शामिल अन्य पदार्थों का परिसंचरण है। जीवमंडल के जैविक चक्र की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता उच्च स्तर का अलगाव है।[...]

दूसरी ओर, बायोमास के घटकों के रूप में बायोजेनिक तत्व केवल अणुओं को बदलते हैं, जिनमें उदाहरण के लिए, नाइट्रेट एन-प्रोटीन एन-अपशिष्ट एन शामिल हैं। इन्हें बार-बार उपयोग किया जा सकता है, और साइकिल चलाना उनकी विशिष्ट विशेषता है। सौर विकिरण की ऊर्जा के विपरीत, पोषक तत्वों का भंडार स्थिर नहीं होता है। उनमें से कुछ को जीवित बायोमास में बांधने की प्रक्रिया समुदाय के लिए शेष मात्रा को कम कर देती है। यदि पौधे और फाइटोफेज अंततः विघटित नहीं हुए, तो पोषक तत्वों की आपूर्ति समाप्त हो जाएगी और पृथ्वी पर जीवन समाप्त हो जाएगा। पोषक तत्वों के चक्र को बनाए रखने और उत्पादों के निर्माण में हेटरोट्रॉफ़िक जीवों की गतिविधि एक निर्णायक कारक है। चित्र में. 17.24 से पता चलता है कि सरल अकार्बनिक यौगिकों के रूप में इन तत्वों की रिहाई केवल डीकंपोजर प्रणाली से होती है। वास्तव में, इन सरल अणुओं (विशेष रूप से CO2) का एक निश्चित अनुपात उपभोक्ता प्रणाली द्वारा भी प्रदान किया जाता है, लेकिन इस तरह से बायोजेनिक तत्वों का एक बहुत छोटा हिस्सा चक्र में वापस आ जाता है। यहां निर्णायक भूमिका डीकंपोजर की प्रणाली की है।[...]

पदार्थों के चक्र की प्रेरक शक्तियाँ सौर ऊर्जा का प्रवाह और जीवित पदार्थ की गतिविधि हैं, जिससे रासायनिक तत्वों के विशाल द्रव्यमान की गति होती है, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के दौरान संचित ऊर्जा की सांद्रता और पुनर्वितरण होता है। प्रकाश संश्लेषण और पोषक तत्वों के निरंतर संचालित चक्रीय चक्रों के लिए धन्यवाद, सभी पारिस्थितिक तंत्रों और समग्र रूप से जीवमंडल का एक स्थिर संगठन बनाया जाता है, और उनका सामान्य कामकाज किया जाता है।[...]

बायोजेनिक यौगिकों के बाहरी प्रवाह की अनुपस्थिति में, जीवमंडल तभी स्थिर रूप से मौजूद रह सकता है जब पदार्थों का एक बंद चक्र होता है, जिसके दौरान पोषक तत्व बंद चक्र करते हैं, बारी-बारी से जीवमंडल के अकार्बनिक भाग से कार्बनिक भाग की ओर बढ़ते हैं और इसी तरह। विपरीतता से। यह चक्र जीवमंडल के जीवित जीवों द्वारा संचालित होता है। ऐसा माना जाता है कि जीवमंडल में लगभग 1027 जीवित जीव हैं जिनका एक दूसरे से कोई संबंध नहीं है। जीवमंडल के विकासवादी विकास की प्रक्रिया में, जीवों के निम्नलिखित तीन समूह बने, जो उनके कार्यात्मक उद्देश्य और पोषक तत्वों के चक्र में भागीदारी में भिन्न थे: उत्पादक, डीकंपोजर और उपभोक्ता।[...]

जीवित प्रकृति में भौतिक प्रक्रियाएं, बायोजेनिक तत्वों के चक्र स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के साथ ऊर्जा प्रवाह से जुड़े होते हैं जो कि परिमाण के केवल एक क्रम के भीतर सबसे विविध जीवों में भिन्न होते हैं। इसके अलावा, उत्प्रेरण की उच्च दक्षता के कारण, जीवों में नए पदार्थों के संश्लेषण के लिए ऊर्जा की खपत इन प्रक्रियाओं के तकनीकी एनालॉग्स की तुलना में बहुत कम है।[...]

पोषक तत्वों के चक्र के कई गहन अध्ययनों से उत्पन्न अभ्यास के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है कि उर्वरकों की अधिकता मनुष्यों के लिए उतनी ही अलाभकारी हो सकती है जितनी उनकी कमी। यदि किसी सिस्टम में वर्तमान में सक्रिय जीवों द्वारा उपयोग की जा सकने वाली सामग्री से अधिक सामग्री डाली जाती है, तो अतिरिक्त सामग्री जल्दी से मिट्टी और तलछट से बंध जाती है या लीचिंग द्वारा नष्ट हो जाती है, और उस समय अनुपलब्ध हो जाती है जब जीवों का विकास सबसे वांछनीय होता है। बहुत से लोग गलती से मानते हैं कि यदि उनके बगीचे या तालाब के एक निश्चित क्षेत्र के लिए 1 किलो उर्वरक (या कीटनाशक) की सिफारिश की जाती है, तो 2 किलो दोगुना लाभ लाएगा। ये अधिक-बेहतर प्रस्तावक चित्र 1 में दर्शाए गए सब्सिडी-तनाव संबंध को समझने में अच्छा करेंगे। 3.5. यदि सावधानीपूर्वक लागू न किया जाए तो सब्सिडी अनिवार्य रूप से तनाव का स्रोत बन जाती है। मछली तालाबों जैसे पारिस्थितिक तंत्रों का अत्यधिक निषेचन न केवल प्राप्त परिणामों के संदर्भ में बेकार है, बल्कि सिस्टम में अप्रत्याशित परिवर्तन का कारण बन सकता है, साथ ही डाउनस्ट्रीम पारिस्थितिक तंत्र को भी दूषित कर सकता है। चूंकि विभिन्न जीव तत्व सामग्री के विभिन्न स्तरों के लिए अनुकूलित होते हैं, लंबे समय तक अतिनिषेचन से जीवों की प्रजातियों की संरचना में परिवर्तन होता है, और जिनकी हमें आवश्यकता होती है वे गायब हो सकते हैं और अनावश्यक दिखाई दे सकते हैं। [...]

मिट्टी में होने वाली कई प्रक्रियाएं मिट्टी के सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि से जुड़ी होती हैं - पोषक तत्वों का चक्र, जानवरों और पौधों के अवशेषों का खनिजकरण, पौधों के लिए उपलब्ध नाइट्रोजन के रूपों के साथ मिट्टी का संवर्धन। मिट्टी की उर्वरता सूक्ष्मजीवों की गतिविधि से संबंधित है। नतीजतन, मिट्टी के सूक्ष्मजीव सीधे पौधों के जीवन को प्रभावित करते हैं, और उनके माध्यम से जानवरों और मनुष्यों को प्रभावित करते हैं, जो स्थलीय पारिस्थितिकी तंत्र के मुख्य भागों में से एक है।[...]

तालाब और झीलें अनुसंधान के लिए विशेष रूप से सुविधाजनक हैं, क्योंकि थोड़े समय में उनमें पोषक तत्वों के चक्र को स्वतंत्र माना जा सकता है। हचिंसन (1957) और पोमेरॉय (1970) ने फॉस्फोरस चक्र और अन्य महत्वपूर्ण तत्वों के चक्र पर काम की समीक्षाएँ प्रकाशित कीं।[...]

वाष्पोत्सर्जन के भी अपने सकारात्मक पक्ष हैं। वाष्पीकरण पत्तियों को ठंडा करता है और, अन्य प्रक्रियाओं के अलावा, पोषक तत्वों के चक्र को बढ़ावा देता है। अन्य प्रक्रियाएँ मिट्टी के माध्यम से जड़ों तक आयनों का परिवहन, जड़ कोशिकाओं के बीच आयनों का परिवहन, पौधे के भीतर गति, और पत्तियों से लीचिंग (कोज़लोस्की, 1964, 1968) हैं। इनमें से कुछ प्रक्रियाओं के लिए चयापचय ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो पानी और नमक के परिवहन की दर को सीमित कर सकती है (फ्राइड और ब्रोशार्ट, 1967)। इस प्रकार, वाष्पोत्सर्जन केवल उजागर भौतिक सतहों का कार्य नहीं है। जरूरी नहीं कि जंगल घास वाली वनस्पतियों की तुलना में अधिक पानी खोते हों। आर्द्र वन स्थितियों में ऊर्जा सब्सिडी के रूप में वाष्पोत्सर्जन की भूमिका पर अध्याय में चर्चा की गई। 3. यदि हवा बहुत अधिक आर्द्र है (सापेक्षिक आर्द्रता 100% तक पहुंचती है), जैसा कि कुछ उष्णकटिबंधीय बादल वनों में होता है, तो पेड़ बौने हो जाते हैं और अधिकांश वनस्पतियों में एपिफाइट्स होते हैं, जाहिर तौर पर वाष्पोत्सर्जन की कमी के कारण। कर्षण" (एन. ओडुम, कबूतर, 1970).[...]

ऊर्जा को बंद चक्रों में स्थानांतरित और पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है, लेकिन पदार्थ कर सकता है। - पदार्थ (पोषक तत्वों सहित) "लूप्स" में एक समुदाय से गुजर सकता है। - पोषक तत्वों का चक्र कभी भी सही नहीं होता है। - हबर्ड ब्रूक वन का अध्ययन। ■-द चक्र में भाग लेने वाली मात्रा की तुलना में पोषक तत्वों का इनपुट और आउटपुट आमतौर पर कम होता है, हालांकि सल्फर इस नियम का एक महत्वपूर्ण अपवाद है (मुख्य रूप से "अम्लीय वर्षा" के कारण), - वनों की कटाई से चक्र खुल जाता है और पोषक तत्वों की हानि होती है। - स्थलीय बायोम मृत कार्बनिक पदार्थों और जीवित ऊतकों के बीच पोषक तत्वों के वितरण में भिन्न होते हैं, - धाराएं और अवसादन महत्वपूर्ण हैं■ जलीय पारिस्थितिक तंत्र में पोषक तत्वों के प्रवाह को प्रभावित करने वाले कारक।[...]

सभी लोग खाद्य श्रृंखलाओं में प्रथम और द्वितीय क्रम के उपभोक्ता होने के कारण भोजन का उपभोग करते हैं। वे शारीरिक चयापचय के उत्पादों का स्राव करते हैं जिनका उपयोग पोषक तत्वों के चक्र में भाग लेने वाले डीकंपोजर द्वारा किया जाता है। मनुष्य पृथ्वी पर वर्तमान में ज्ञात 3 मिलियन जैविक प्रजातियों में से एक है।[...]

किसी भी पारिस्थितिकी तंत्र को ब्लॉकों की एक श्रृंखला के रूप में सोचा जा सकता है जिसके माध्यम से विभिन्न सामग्रियां गुजरती हैं और जिसमें ये सामग्रियां अलग-अलग समय तक रह सकती हैं (चित्र 10.3)। एक पारिस्थितिकी तंत्र में खनिज पदार्थों के चक्र में, एक नियम के रूप में, तीन सक्रिय ब्लॉक शामिल होते हैं: जीवित जीव, मृत कार्बनिक अवशेष और उपलब्ध अकार्बनिक पदार्थ। दो अतिरिक्त ब्लॉक - अप्रत्यक्ष रूप से सुलभ अकार्बनिक पदार्थ और अवक्षेपित कार्बनिक पदार्थ - सामान्य चक्र के कुछ परिधीय भागों में पोषक तत्वों के चक्र से जुड़े होते हैं (चित्र 10.3), हालांकि, इन ब्लॉकों और पारिस्थितिकी तंत्र के बाकी हिस्सों के बीच आदान-प्रदान तुलनात्मक रूप से धीमा है। सक्रिय ब्लॉकों के बीच होने वाले आदान-प्रदान के लिए।[...]

कार्बन, नाइट्रोजन और फास्फोरस जीवों के जीवन में महत्वपूर्ण हैं। यह उनके यौगिक हैं जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में ऑक्सीजन और कार्बनिक पदार्थों के निर्माण के लिए आवश्यक हैं। नीचे की तलछट पोषक तत्वों के चक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। एक मामले में वे एक स्रोत हैं, दूसरे में - एक जलाशय के जैविक और खनिज संसाधनों का संचयकर्ता। निचली तलछटों से उनकी आपूर्ति पीएच के साथ-साथ पानी में इन तत्वों की सांद्रता पर निर्भर करती है। पीएच में वृद्धि और पोषक तत्वों की कम सांद्रता के साथ, नीचे की तलछट से पानी में फॉस्फोरस, लौह और अन्य तत्वों की आपूर्ति बढ़ जाती है।[...]

समुदायों (बायोकेनोज़) की संरचना और कार्यप्रणाली का अध्ययन करने का एक महत्वपूर्ण कार्य समुदायों की स्थिरता और प्रतिकूल प्रभावों को झेलने की उनकी क्षमता का अध्ययन करना है। पारिस्थितिक तंत्र का अध्ययन करते समय, एक पोषण स्तर से दूसरे में संक्रमण के दौरान पदार्थ के चक्र और ऊर्जा प्रवाह में परिवर्तन का मात्रात्मक विश्लेषण करना संभव हो जाता है। जनसंख्या और बायोकेनोटिक स्तरों पर यह उत्पादन-ऊर्जा दृष्टिकोण हमें विभिन्न प्राकृतिक और मानव निर्मित पारिस्थितिक तंत्रों की तुलना करने की अनुमति देता है। पर्यावरण विज्ञान का एक अन्य कार्य स्थलीय और जलीय पारिस्थितिक तंत्र में विभिन्न प्रकार के कनेक्शनों का अध्ययन करना है। समग्र रूप से जीवमंडल का अध्ययन करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है: दुनिया भर में प्राथमिक उत्पादन और विनाश का निर्धारण, पोषक तत्वों का वैश्विक चक्र; इन समस्याओं का समाधान विभिन्न देशों के वैज्ञानिकों के संयुक्त प्रयासों से ही किया जा सकता है।[...]

रसायन विज्ञान में आवधिक प्रणाली, खगोल विज्ञान में आकाशीय पिंडों की गति के नियम, आदि) ये पैटर्न प्रकट होते हैं, उदाहरण के लिए, एक ही प्रजाति (या विकास के समान रूप, उत्पादकता, बायोजेनिक तत्वों के संचलन की दर) की उपस्थिति में , आदि ) विभिन्न स्थानों पर। यह बदले में ऐसी पुनरावृत्ति के कारणों के बारे में परिकल्पनाओं के निर्माण की ओर ले जाता है। फिर परिकल्पनाओं का परीक्षण आगे के अवलोकनों या प्रयोगों द्वारा किया जा सकता है।[...]

सभी प्रकार के रिश्ते मिलकर प्राकृतिक चयन का एक तंत्र बनाते हैं और जीवन के संगठन के रूप में समुदाय की स्थिरता सुनिश्चित करते हैं। समुदाय जीवन के संगठन का न्यूनतम रूप है। क्षेत्र के एक निश्चित क्षेत्र में लगभग असीमित समय तक कार्य करने में सक्षम। केवल सामुदायिक स्तर पर ही क्षेत्र के एक निश्चित क्षेत्र में पोषक तत्वों का चक्र चलाया जा सकता है, जिसके बिना क्षेत्र के सीमित जीवन संसाधनों के साथ असीमित जीवन प्रत्याशा सुनिश्चित करना असंभव है।[...]

जीवों की जीवन गतिविधि के परिणामस्वरूप, दो विपरीत और अविभाज्य प्रक्रियाएं होती हैं। एक ओर, जीवित कार्बनिक पदार्थ को सरल अजैविक घटकों से संश्लेषित किया जाता है, दूसरी ओर, कार्बनिक यौगिकों को सरल अजैविक पदार्थों में नष्ट कर दिया जाता है। ये दो प्रक्रियाएं पारिस्थितिक तंत्र के जैविक और अजैविक घटकों के बीच पदार्थों के आदान-प्रदान को सुनिश्चित करती हैं और पोषक तत्वों के जैव-रासायनिक चक्र का मुख्य केंद्र बनती हैं। [...]

20वीं सदी के सत्तर के दशक में, रसायनज्ञ जेम्स लवलॉक और सूक्ष्म जीवविज्ञानी लिन मार्गुलिस ने जैविक वस्तुओं द्वारा पृथ्वी के वायुमंडल के जटिल नियमन का एक सिद्धांत सामने रखा, जिसके अनुसार पौधे और सूक्ष्मजीव, भौतिक पर्यावरण के साथ मिलकर, कुछ भू-रासायनिकों का रखरखाव सुनिश्चित करते हैं। पृथ्वी पर परिस्थितियाँ जो जीवन के लिए अनुकूल हैं। यह वायुमंडल में ऑक्सीजन की अपेक्षाकृत उच्च सामग्री और कार्बन डाइऑक्साइड, निश्चित आर्द्रता और वायु तापमान की कम सामग्री है। इस विनियमन में एक विशेष भूमिका स्थलीय और जलीय पारिस्थितिक तंत्र के सूक्ष्मजीवों की है, जो पोषक तत्वों के संचलन को सुनिश्चित करते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की एक निश्चित मात्रा को बनाए रखने और ग्रीनहाउस प्रभाव को रोकने में विश्व महासागर में सूक्ष्मजीवों की नियामक भूमिका सर्वविदित है।[...]

जीवित पदार्थ की प्रजनन क्षमता बहुत अधिक है। यदि मरना कुछ समय के लिए रोक दिया गया और प्रजनन और विकास को किसी भी तरह से सीमित नहीं किया गया, तो ब्रह्मांडीय पैमाने पर एक "जैविक विस्फोट" होगा: दो दिनों से भी कम समय में, सूक्ष्मजीवों का बायोमास उनके द्रव्यमान से कई गुना अधिक होगा। पृथ्वी। पदार्थ की सीमा के कारण ऐसा नहीं होता; पारिस्थितिकमंडल का बायोमास सैकड़ों लाखों वर्षों तक अपेक्षाकृत स्थिर स्तर पर बना रहता है। सौर ऊर्जा के प्रवाह के निरंतर पंपिंग के साथ, जीवित प्रकृति पोषक तत्वों के चक्र को व्यवस्थित करके पोषक तत्वों की सीमा को पार कर जाती है। यह कई पारिस्थितिक तंत्रों की उच्च उत्पादकता सुनिश्चित करता है (तालिका 2.1 देखें)।[...]

प्रकृति पर मानवजनित दबाव केवल प्रदूषण तक ही सीमित नहीं है। प्राकृतिक संसाधनों का दोहन और इसके परिणामस्वरूप पारिस्थितिक प्रणालियों में व्यवधान भी उतना ही महत्वपूर्ण है। पर्यावरण प्रबंधन बहुत महंगा है - उपभोग किए गए संसाधनों के सामान्य मौद्रिक मूल्य से कहीं अधिक। सबसे पहले, क्योंकि प्रकृति की अर्थव्यवस्था के साथ-साथ मानव अर्थव्यवस्था में भी कोई मुफ्त संसाधन नहीं हैं: अंतरिक्ष, ऊर्जा, सूरज की रोशनी, पानी, ऑक्सीजन, चाहे पृथ्वी पर उनका भंडार कितना भी अटूट क्यों न हो, उनके लिए सख्ती से भुगतान किया जाता है। किसी भी प्रणाली द्वारा जो उनका उपभोग करती है, पूर्णता और वापसी की गति, मूल्यों के कारोबार, भौतिक चक्रों की बंदता के लिए भुगतान किया जाता है - पोषक तत्व, ऊर्जा, भोजन, धन, स्वास्थ्य... क्योंकि इन सबके संबंध में, सीमित संसाधनों का कानून लागू होता है।

जीवमंडल में जीवित जीवों की गतिविधि पर्यावरण से बड़ी मात्रा में खनिजों के निष्कर्षण के साथ होती है। जीवों की मृत्यु के बाद उनके घटक रासायनिक तत्व पर्यावरण में वापस आ जाते हैं। इस प्रकार प्रकृति में पदार्थों का बायोजेनिक (जीवित जीवों की भागीदारी के साथ) चक्र उत्पन्न होता है, अर्थात स्थलमंडल, वायुमंडल, जलमंडल और जीवित जीवों के बीच पदार्थों का संचलन होता है। पदार्थों के चक्र को प्रकृति में पदार्थों के परिवर्तन और गति की दोहराई जाने वाली प्रक्रिया के रूप में समझा जाता है, जिसमें कम या ज्यादा स्पष्ट चक्रीय प्रकृति होती है।

सभी जीवित जीव पदार्थों के चक्र में भाग लेते हैं, बाहरी वातावरण से कुछ पदार्थों को अवशोषित करते हैं और दूसरों को उसमें छोड़ देते हैं। इस प्रकार, पौधे बाहरी वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और खनिज लवणों का उपभोग करते हैं और उसमें ऑक्सीजन छोड़ते हैं। पशु पौधों द्वारा छोड़ी गई ऑक्सीजन को ग्रहण करते हैं और उन्हें खाकर वे पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से संश्लेषित कार्बनिक पदार्थों को आत्मसात करते हैं और भोजन के अपचित भाग से कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और पदार्थों को छोड़ते हैं। जब बैक्टीरिया और कवक मृत पौधों और जानवरों को विघटित करते हैं, तो अतिरिक्त मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड बनता है, और कार्बनिक पदार्थ खनिजों में परिवर्तित हो जाते हैं, जो मिट्टी में प्रवेश करते हैं और फिर से पौधों द्वारा अवशोषित होते हैं। इस प्रकार, बुनियादी रासायनिक तत्वों के परमाणु लगातार एक जीव से दूसरे जीव में, मिट्टी, वायुमंडल और जलमंडल से - जीवित जीवों में, और उनसे - पर्यावरण में स्थानांतरित होते रहते हैं, इस प्रकार जीवमंडल के निर्जीव पदार्थ की भरपाई करते हैं। ये प्रक्रियाएँ अनंत बार दोहराई जाती हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, सभी वायुमंडलीय ऑक्सीजन 2 हजार वर्षों में जीवित पदार्थ से गुजरती है, सभी कार्बन डाइऑक्साइड - 200-300 वर्षों में।

जीवमंडल में कमोबेश बंद रास्तों पर रासायनिक तत्वों के निरंतर संचरण को जैव-भू-रासायनिक चक्र कहा जाता है। ऐसे संचलन की आवश्यकता को ग्रह पर उनकी सीमित आपूर्ति द्वारा समझाया गया है। जीवन की अनंतता सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक तत्वों को एक वृत्त में घूमना होगा। प्रत्येक रासायनिक तत्व का चक्र पृथ्वी पर पदार्थों के सामान्य महाचक्र का हिस्सा है, यानी सभी चक्र आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं।

पदार्थों के चक्र को, प्रकृति में होने वाली सभी प्रक्रियाओं की तरह, ऊर्जा के निरंतर प्रवाह की आवश्यकता होती है। जीवन के अस्तित्व को सुनिश्चित करने वाले बायोजेनिक चक्र का आधार सौर ऊर्जा है। खाद्य श्रृंखला के चरणों में कार्बनिक पदार्थों में बंधी ऊर्जा कम हो जाती है, क्योंकि इसका अधिकांश भाग गर्मी के रूप में पर्यावरण में प्रवेश करता है या जीवों में होने वाली प्रक्रियाओं पर खर्च होता है। इसलिए, जीवमंडल में ऊर्जा का प्रवाह और उसका परिवर्तन देखा जाता है . इस प्रकार, जीवमंडल तभी स्थिर हो सकता है जब पदार्थों का निरंतर चक्र और सौर ऊर्जा का प्रवाह हो।

प्राकृतिक संसाधन

प्रत्येक जानवर या पौधा अपने पारिस्थितिकी तंत्र की खाद्य श्रृंखलाओं में एक कड़ी है, निर्जीव प्रकृति के साथ पदार्थों का आदान-प्रदान करता है, और इसलिए जीवमंडल में पदार्थों के चक्र में शामिल है। विभिन्न यौगिकों में रासायनिक तत्व जीवित जीवों, वायुमंडल और मिट्टी, जलमंडल और स्थलमंडल के बीच घूमते हैं। कुछ पारिस्थितिक तंत्रों में शुरू होने के बाद, चक्र दूसरों में समाप्त होता है। ग्रह का संपूर्ण बायोमास पदार्थों के चक्र में भाग लेता है, इससे जीवमंडल को अखंडता और स्थिरता मिलती है। जीवित जीव कई यौगिकों की गति और परिवर्तन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। जैविक चक्र में मुख्य रूप से वे तत्व शामिल होते हैं जो कार्बनिक पदार्थ बनाते हैं: C, N, S, P, O, H, साथ ही कई धातुएँ (Fe, Ca, Mg, आदि)।

यौगिकों का परिसंचरण मुख्यतः सूर्य की ऊर्जा के कारण होता है। हरे पौधे अपनी ऊर्जा संचित करके तथा मिट्टी से खनिज यौगिकों का उपभोग करके कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं। कार्बनिक पदार्थ खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से जीवमंडल में फैलता है। रेड्यूसर पौधों और जानवरों के कार्बनिक पदार्थों को खनिज यौगिकों में नष्ट कर देते हैं, जिससे जैविक चक्र बंद हो जाता है।

समुद्र की ऊपरी परतों और भूमि की सतह पर, कार्बनिक पदार्थ का निर्माण प्रमुख है, और मिट्टी और समुद्र की गहराई में इसका खनिजकरण प्रमुख है। पक्षियों, मछलियों और कीड़ों का प्रवास भी उनके द्वारा संचित तत्वों के स्थानांतरण में योगदान देता है। मानव गतिविधि तत्वों के चक्र को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।

जल चक्र।सूर्य द्वारा गर्म किया गया ग्रह का पानी वाष्पित हो जाता है। जीवनदायी वर्षा के रूप में गिरने वाली नमी भारी मात्रा में अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों के साथ, नदी के पानी या निस्पंदन द्वारा शुद्ध भूजल के रूप में समुद्र में वापस लौट आती है। जीवित जीव जल चक्र में सक्रिय रूप से भाग लेते हैं, जो चयापचय प्रक्रियाओं का एक आवश्यक घटक है (पानी की जैविक भूमिका के लिए, § 1 देखें)। भूमि पर, अधिकांश पानी पौधों द्वारा वाष्पित हो जाता है, जिससे अपवाह कम हो जाता है और मिट्टी का कटाव रुक जाता है। इसलिए, जब वनों की कटाई होती है, तो सतही अपवाह एक साथ कई गुना बढ़ जाता है और मिट्टी के आवरण का तीव्र क्षरण होता है। जंगल बर्फ के पिघलने को धीमा कर देते हैं, और पिघला हुआ पानी, धीरे-धीरे नीचे की ओर बहता है, खेतों को अच्छी तरह से मॉइस्चराइज़ करता है। भूजल स्तर बढ़ रहा है, और वसंत बाढ़ शायद ही कभी विनाशकारी होती है।

उष्णकटिबंधीय वर्षावन पानी को बनाए रखने और धीरे-धीरे वाष्पित करने (वाष्पोत्सर्जन नामक एक घटना) द्वारा गर्म भूमध्यरेखीय जलवायु को नियंत्रित करते हैं। उष्णकटिबंधीय वनों की कटाई से आस-पास के क्षेत्रों में विनाशकारी सूखा पड़ता है। जंगलों का हिंसक विनाश पूरे देशों को रेगिस्तान में बदल सकता है, जैसा कि उत्तरी अफ्रीका में पहले ही हो चुका है। वनस्पति द्वारा नियंत्रित जल चक्र, पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखने के लिए सबसे महत्वपूर्ण शर्त है।

कार्बन चक्र।प्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधे कार्बन डाइऑक्साइड के माध्यम से कार्बन को अवशोषित करते हैं। वे जो कार्बनिक पदार्थ पैदा करते हैं उसमें काफी मात्रा में कार्बन होता है, जो खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से पूरे पारिस्थितिकी तंत्र में वितरित होता है। श्वसन की प्रक्रिया के दौरान जीव कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। समुद्र और भूमि पर कार्बनिक अवशेषों को डीकंपोजर द्वारा खनिजीकृत किया जाता है। खनिजकरण के उत्पादों में से एक - कार्बन डाइऑक्साइड - चक्र को बंद करते हुए, वायुमंडल में लौट आता है।

6-8 वर्षों के दौरान, जीवित प्राणी वायुमंडल के सभी कार्बन से गुजरते हैं। हर साल प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में 50 अरब टन तक कार्बन शामिल होता है। इसका कुछ भाग मिट्टी में और महासागरों के तल में - शैवाल और मोलस्क के कंकालों और प्रवाल भित्तियों में जमा हो जाता है। कार्बन का एक महत्वपूर्ण भंडार तलछटी चट्टानों में निहित है। जीवाश्म पौधों और प्लवक के जीवों के आधार पर, कोयले, कार्बनिक चूना पत्थर और पीट, प्राकृतिक गैस और संभवतः तेल के भंडार का गठन किया गया था (कुछ वैज्ञानिक तेल की एबोजेनिक उत्पत्ति का सुझाव देते हैं)। जलाए जाने पर, प्राकृतिक ईंधन वातावरण में कार्बन जोड़ते हैं। हर साल, वायुमंडल में कार्बन की मात्रा 3 बिलियन टन बढ़ जाती है और जीवमंडल की स्थिरता को बाधित कर सकती है। यदि वृद्धि की दर जारी रहती है, तो कार्बन डाइऑक्साइड के ग्रीनहाउस प्रभाव के कारण ध्रुवीय बर्फ के तीव्र पिघलने से दुनिया भर के विशाल तटीय क्षेत्रों में बाढ़ आ जाएगी।

नाइट्रोजन चक्र.जीवित जीवों के लिए नाइट्रोजन का महत्व मुख्य रूप से प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड में इसकी सामग्री से निर्धारित होता है। नाइट्रोजन, कार्बन की तरह, कार्बनिक यौगिकों का हिस्सा है; इन तत्वों के चक्र बारीकी से संबंधित हैं। नाइट्रोजन का मुख्य स्रोत वायुमंडलीय वायु है। जीवित जीवों द्वारा स्थिरीकरण के माध्यम से, नाइट्रोजन हवा से मिट्टी और पानी में चली जाती है। हर साल, नीला-हरा लगभग 25 किलोग्राम/हेक्टेयर नाइट्रोजन बांधता है। नाइट्रोजन और नोड्यूल बैक्टीरिया को प्रभावी ढंग से ठीक करता है।

पौधे मिट्टी से नाइट्रोजन यौगिकों को अवशोषित करते हैं और कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं। कार्बनिक पदार्थ खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से डीकंपोजर तक फैलते हैं जो अमोनिया की रिहाई के साथ प्रोटीन को विघटित करते हैं, जिसे आगे अन्य बैक्टीरिया द्वारा नाइट्राइट और नाइट्रेट में परिवर्तित किया जाता है। नाइट्रोजन का समान परिसंचरण बेन्थोस और प्लवक जीवों के बीच होता है। डेनिट्रिफाइंग बैक्टीरिया नाइट्रोजन को मुक्त अणुओं में कम कर देते हैं जो वायुमंडल में वापस आ जाते हैं। नाइट्रोजन की एक छोटी मात्रा बिजली गिरने से ऑक्साइड के रूप में स्थिर हो जाती है और वर्षा के साथ मिट्टी में प्रवेश करती है, और ज्वालामुखी गतिविधि से भी आती है, जो गहरे समुद्र में तलछट में होने वाले नुकसान की भरपाई करती है। वायुमंडलीय वायु से औद्योगिक स्थिरीकरण के बाद नाइट्रोजन भी उर्वरक के रूप में मिट्टी में प्रवेश करती है।

नाइट्रोजन चक्र कार्बन चक्र की तुलना में अधिक बंद चक्र है। इसकी केवल थोड़ी सी मात्रा नदियों द्वारा बहा दी जाती है या पारिस्थितिक तंत्र की सीमाओं को छोड़कर वायुमंडल में चली जाती है।

सल्फर चक्र.सल्फर कई अमीनो एसिड और प्रोटीन का हिस्सा है। सल्फर यौगिक मुख्य रूप से भूमि और समुद्री चट्टानों के अपक्षय उत्पादों से सल्फाइड के रूप में चक्र में प्रवेश करते हैं। कई सूक्ष्मजीव (उदाहरण के लिए, केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया) सल्फाइड को पौधों के लिए सुलभ रूप में परिवर्तित करने में सक्षम हैं - सल्फेट्स। पौधे और जानवर मर जाते हैं, डीकंपोजर द्वारा उनके अवशेषों का खनिजकरण सल्फर यौगिकों को मिट्टी में वापस कर देता है। इस प्रकार, सल्फर बैक्टीरिया प्रोटीन के अपघटन के दौरान बनने वाले हाइड्रोजन सल्फाइड को सल्फेट्स में ऑक्सीकृत कर देते हैं। सल्फेट्स अल्प घुलनशील फॉस्फोरस यौगिकों को घुलनशील यौगिकों में बदलने में मदद करते हैं। पौधों के लिए उपलब्ध खनिज यौगिकों की मात्रा बढ़ जाती है, और उनके पोषण की स्थिति में सुधार होता है।

सल्फर युक्त खनिजों के संसाधन बहुत महत्वपूर्ण हैं, और वायुमंडल में इस तत्व की अधिकता से अम्लीय वर्षा होती है और औद्योगिक उद्यमों के पास प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया बाधित होती है, जो पहले से ही वैज्ञानिकों को चिंतित कर रही है। प्राकृतिक ईंधन जलाने पर वातावरण में सल्फर की मात्रा काफी बढ़ जाती है।

फास्फोरस चक्र.यह तत्व कई महत्वपूर्ण अणुओं में पाया जाता है। इसका चक्र चट्टानों से फॉस्फोरस युक्त यौगिकों के निक्षालन और मिट्टी में उनके प्रवेश से शुरू होता है। फॉस्फोरस का एक भाग नदियों और समुद्रों में बह जाता है, दूसरा पौधों द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। फॉस्फोरस का बायोजेनिक चक्र सामान्य योजना के अनुसार होता है: उत्पादक→उपभोक्ता→रेड्यूसर।

फास्फोरस की महत्वपूर्ण मात्रा उर्वरकों के साथ खेतों में डाली जाती है। मत्स्य पालन के माध्यम से प्रतिवर्ष लगभग 60 हजार टन फॉस्फोरस मुख्य भूमि में वापस आ जाता है। मानव प्रोटीन आहार में, मछली 20% से 80% तक होती है; मछली की कुछ कम मूल्य वाली किस्मों को फॉस्फोरस सहित उपयोगी तत्वों से भरपूर उर्वरकों में संसाधित किया जाता है।

फास्फोरस युक्त चट्टानों का वार्षिक उत्पादन 1-2 मिलियन टन है। फास्फोरस युक्त चट्टानों के संसाधन अभी भी बड़े हैं, लेकिन भविष्य में मानवता को संभवतः फास्फोरस को बायोजेनिक चक्र में वापस करने की समस्या को हल करना होगा।

प्राकृतिक संसाधन। हमारे जीवन की संभावना और उसकी परिस्थितियाँ प्राकृतिक संसाधनों पर निर्भर करती हैं। जैविक और विशेषकर खाद्य संसाधन जीवन के भौतिक आधार के रूप में कार्य करते हैं। खनिज और ऊर्जा संसाधन, जब उत्पादन में शामिल किए जाते हैं, तो स्थिर जीवन स्तर के आधार के रूप में काम करते हैं।

संसाधनों को आमतौर पर अक्षय और समाप्ति योग्य में विभाजित किया जाता है। सूर्य और हवा, वायुमंडलीय हवा और पानी की ऊर्जा व्यावहारिक रूप से अटूट है। हालाँकि, आधुनिक गैर-पारिस्थितिक औद्योगिक उत्पादन के साथ, पानी और हवा को केवल सशर्त रूप से अटूट संसाधन माना जा सकता है। कई क्षेत्रों में प्रदूषण के कारण साफ़ पानी और हवा की कमी हो गई है। ये संसाधन अक्षय रहें, इसके लिए प्रकृति के प्रति सावधान रवैया आवश्यक है।

समाप्त होने वाले संसाधनों को गैर-नवीकरणीय और नवीकरणीय में विभाजित किया गया है। गैर-नवीकरणीय संसाधनों में जानवरों और पौधों की खोई हुई प्रजातियाँ और अधिकांश खनिज शामिल हैं। नवीकरणीय संसाधनों में लकड़ी, खेल जानवर और मछली, पौधे, साथ ही कुछ खनिज, जैसे पीट शामिल हैं।

प्राकृतिक संसाधनों का गहन उपभोग करके व्यक्ति को प्राकृतिक संतुलन बनाए रखने की आवश्यकता होती है। पदार्थों के चक्र में संसाधनों का संतुलन जीवमंडल की स्थिरता को निर्धारित करता है।

1. जीवित जीव पदार्थों के चक्र में किस प्रकार भाग लेते हैं? कार्बनिक पदार्थ का निर्माण कहाँ होता है, इसका खनिजकरण कहाँ होता है?
2. जल चक्र का वर्णन करें। इसके नियमन में वनों की क्या भूमिका है?
3. कार्बन चक्र कैसे होता है? क्या पौधों को चक्र से बाहर करना संभव है?
4. नाइट्रोजन, सल्फर और फास्फोरस चक्र की विशेषताएं क्या हैं?
5. किन संसाधनों के लिए विशेष रूप से सावधानीपूर्वक उपचार की आवश्यकता होती है?

मानव आर्थिक गतिविधि और वैश्विक पर्यावरणीय समस्याएं

भूमि की सतह का लगभग 10-15% भाग जोता जाता है, 25% पूरी तरह या आंशिक रूप से खेती योग्य चरागाह है। यदि हम इसमें परिवहन नेटवर्क, उद्योग, इमारतों और संरचनाओं द्वारा कब्जा की गई सतह का 3-5% और खनन से क्षतिग्रस्त पृथ्वी के क्षेत्र का लगभग 1-2% जोड़ दें, तो पता चलता है कि भूमि की सतह का लगभग आधा हिस्सा नष्ट हो चुका है। मानव गतिविधि द्वारा संशोधित।

सभ्यता के विकास के साथ-साथ जीवमंडल चक्रों में इसका नकारात्मक योगदान बढ़ता जाता है। प्रत्येक टन औद्योगिक उत्पाद में 20-50 टन कचरा होता है। बड़े शहरों में प्रत्येक व्यक्ति प्रति वर्ष 1 टन से अधिक भोजन और घरेलू कचरा पैदा करता है। जीवमंडल में असामंजस्य वनस्पतियों और जीवों के साथ-साथ मानव स्वास्थ्य दोनों को प्रभावित करता है। कई प्रदूषक मिट्टी, वायुमंडल और जल निकायों में प्रवेश करके पौधों और जानवरों के ऊतकों में जमा हो जाते हैं और खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से मानव शरीर को संक्रमित करते हैं। जहरीले यौगिक उत्परिवर्तन की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि कर सकते हैं जिससे जन्मजात और वंशानुगत असामान्यताएं हो सकती हैं। ग्रह के विभिन्न क्षेत्रों के आंकड़ों की तुलना से वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि कम से कम 80% कैंसर पर्यावरण के रासायनिक प्रदूषण के कारण होते हैं।

वायुमंडलीय प्रदूषण मुख्य रूप से परिवहन, उपयोगिताओं और उद्योग द्वारा प्राकृतिक ईंधन के दहन से होता है। शहरों में, 60% से अधिक प्रदूषकों के लिए परिवहन जिम्मेदार है, लगभग 15% के लिए थर्मल पावर प्लांट जिम्मेदार हैं, और 25% उत्सर्जन औद्योगिक और निर्माण उद्यमों से आता है। मुख्य वायु प्रदूषक सल्फर, नाइट्रोजन, मीथेन और कार्बन मोनोऑक्साइड के ऑक्साइड हैं। पौधों में, वायु प्रदूषण गंभीर चयापचय संबंधी विकारों और विभिन्न बीमारियों को जन्म देता है। सल्फर डाइऑक्साइड क्लोरोफिल को नष्ट कर देता है और परागकणों के विकास में बाधा डालता है, पत्तियाँ और सुइयाँ सूखकर गिर जाती हैं। अन्य प्रदूषकों का प्रभाव भी कम हानिकारक नहीं है।

हर साल लगभग 100 मिलियन टन सल्फर ऑक्साइड, 70 मिलियन टन से अधिक नाइट्रोजन ऑक्साइड और 180 मिलियन टन कार्बन मोनोऑक्साइड वायुमंडल में उत्सर्जित होते हैं।

अम्ल अवक्षेपण. प्रदूषकों की उच्च सांद्रता अम्लीय वर्षा और स्मॉग के निर्माण का कारण बनती है। जब सल्फर और नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (SO2, NO2) पानी में घुल जाते हैं तो एसिड वर्षा (बारिश, बर्फ, कोहरा) बनती है। अम्लीय वर्षा पौधों की पत्तियों से प्रोटीन, अमीनो एसिड, चीनी और पोटेशियम को धो देती है और शीर्ष सुरक्षात्मक परत को नुकसान पहुंचाती है। एसिड समाधान मिट्टी में एक अम्लीय वातावरण पेश करते हैं, जिससे ह्यूमस धुल जाता है, जिससे कैल्शियम, पोटेशियम और मैग्नीशियम के महत्वपूर्ण लवणों की मात्रा कम हो जाती है। अम्लीय मिट्टी में सूक्ष्मजीवों की कमी होती है, कूड़े के नष्ट होने की दर धीमी हो जाती है और डीकंपोजर की संख्या में कमी से पारिस्थितिक तंत्र का संतुलन बिगड़ जाता है।

अम्लीय वर्षा विशाल पारिस्थितिक तंत्र को नष्ट कर देती है, पौधों और जंगलों की मृत्यु का कारण बनती है, और झीलों और नदियों को निर्जीव जल निकायों में बदल देती है। संयुक्त राज्य अमेरिका में पिछले 100 वर्षों में, अम्लीय वर्षा 40 गुना अधिक अम्लीय हो गई है, लगभग 200 झीलें मछली के बिना रह गई हैं, स्वीडन में 20% झीलें विनाशकारी स्थिति में हैं। 70% से अधिक स्वीडिश अम्लीय वर्षा अन्य देशों के उत्सर्जन के कारण होती है। यूरोप में लगभग 20% अम्लीय वर्षा उत्तरी अमेरिका में सल्फर ऑक्साइड उत्सर्जन का परिणाम है।

धुंध. वायुमंडल की निचली परतों में, सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में, प्रदूषक ऐसे यौगिक बनाते हैं जो जीवित जीवों के लिए बेहद हानिकारक होते हैं, जिन्हें कोहरे के रूप में देखा जाता है। बड़े शहरों में स्मॉग के कारण सूर्य की रोशनी की मात्रा 10-15% और पराबैंगनी किरणों की मात्रा 30% कम हो जाती है।

ओजोन छिद्र. 20-25 किमी की ऊंचाई पर वायुमंडल में बड़ी संख्या में ओजोन अणु (O3) होते हैं, जो सौर स्पेक्ट्रम के कठोर भाग को अवशोषित करते हैं, जो जीवित जीवों के लिए विनाशकारी है। 1982 में, वैज्ञानिकों ने अंटार्कटिका के ऊपर और 1987 में उत्तरी ध्रुव के ऊपर ओजोन परत में एक छेद की खोज की। वैज्ञानिकों को डर है कि ग्लोब के आबादी वाले हिस्से के ऊपर भी छेद दिखाई दे सकते हैं। इससे त्वचा कैंसर, मोतियाबिंद और वन और समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र में व्यवधान में वृद्धि हो सकती है।

ओजोन छिद्र किन कारणों से होता है? वैज्ञानिकों का सुझाव है कि मुख्य फ्रीऑन (क्लोरोफ्लोरोकार्बन СFCl3, СF2Сl2) का संचय है, जिसका उपयोग एरोसोल के उत्पादन और प्रशीतन उद्योग में किया जाता है। ये गैसें दशकों तक वायुमंडल में बनी रहती हैं। एक बार समताप मंडल में, वे सौर विकिरण द्वारा विघटित होकर क्लोरीन परमाणु बनाते हैं, जो ओजोन को ऑक्सीजन में परिवर्तित करने के लिए उत्प्रेरित करते हैं।

ग्रीनहाउस प्रभाव. कुछ वायुमंडलीय गैसें दृश्य प्रकाश को अच्छी तरह संचारित करती हैं और ग्रह के तापीय विकिरण को अवशोषित करती हैं, जिससे समग्र तापमान में वृद्धि होती है। ग्रीनहाउस प्रभाव 50% कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति के कारण होता है, 18% मीथेन से और 14% फ़्रीऑन से होता है। वायुमंडल में CO2 की मात्रा में वृद्धि मुख्य रूप से ईंधन के दहन और जुताई के लिए जंगलों की सफाई के साथ-साथ विशाल कृषि योग्य भूमि में ह्यूमस के गहन खनिजकरण के कारण होती है।

मीथेन दलदली क्षेत्रों से, चावल के बागानों की जलयुक्त मिट्टी से, कई पशुधन फार्मों से और कोयला भंडार के खुलने के दौरान वातावरण में प्रवेश करती है। मीथेन जुगाली करने वालों के मुख्य चयापचय उत्पादों में से एक है, जो उनके उत्सर्जन में एक विशिष्ट तीखी गंध देता है। 20 वीं सदी में वायुमंडल में CO2 की मात्रा 25% और मीथेन की मात्रा 100% बढ़ गई, जिससे औसत तापमान 0.5 डिग्री सेल्सियस बढ़ गया। इस प्रवृत्ति के साथ, अगले 50 वर्षों में तापमान 3-5 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ सकता है। गणना से पता चलता है कि ध्रुवीय बर्फ के पिघलने से समुद्र के स्तर में 0.5-1.5 मीटर की वृद्धि होगी। मिस्र में, नील डेल्टा की 20-30% उपजाऊ भूमि में बाढ़ आ जाएगी, और चीन के तटीय गाँव और बड़े शहर, भारत और अमेरिका खतरे में पड़ जायेंगे. वर्षा की कुल मात्रा में वृद्धि होगी, लेकिन महाद्वीपों के मध्य भागों में जलवायु शुष्क हो सकती है और फसलों, विशेष रूप से अनाज और चावल (एशिया की 60% आबादी के लिए, चावल मुख्य उत्पाद है) के लिए हानिकारक हो सकती है।

इस प्रकार, वायुमंडल की गैस संरचना में छोटे परिवर्तन भी प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र के लिए खतरनाक हैं।

जलमंडल में गड़बड़ी. कृषि पद्धतियों में बड़े पैमाने पर गलतियों के कारण कई प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र नष्ट हो गए हैं। कपास के बागानों की सिंचाई के लिए अमु दरिया और सीर दरिया से अपवाह को मोड़ने से अरल सागर के स्तर में भयावह गिरावट आई। इसके सूखने वाले तल में धूल भरी आंधियों के कारण विशाल क्षेत्रों में मिट्टी का लवणीकरण हो गया। अरल सागर क्षेत्र के प्राकृतिक पारिस्थितिकी तंत्र का क्षरण पानी की कमी और मरुस्थलीकरण का परिणाम है।

औद्योगिक उत्पादन की जरूरतों के लिए, सिंचाई के लिए शिकारी पानी की निकासी (1 टन निकल को गलाने में 4000 m3 पानी लगता है, 1 टन कागज का उत्पादन - 100 m3, 1 टन सिंथेटिक फाइबर - 5000 m3 तक), जल संरक्षण वनों के विनाश और दलदलों की निकासी के कारण नदियों का बड़े पैमाने पर विनाश हुआ है। यदि 1785 में कलुगा क्षेत्र में 10 लाख से अधिक नदियाँ थीं, तो 1990 में उनमें से केवल 200 ही बची थीं!

नदी पारिस्थितिकी तंत्र बहुत संवेदनशील और असुरक्षित हैं। खेतों से बहकर आने वाले उर्वरकों की भारी मात्रा, पशुधन अपशिष्ट और सीवेज जल जल निकायों में नाइट्रोजन और फास्फोरस यौगिकों की सांद्रता में वृद्धि का कारण बनते हैं। जलीय पारिस्थितिक तंत्र में, नीले-हरे शैवाल का तेजी से विकास शुरू होता है, जो ज़ोप्लांकटन के लिए आवश्यक डायटम को विस्थापित करता है। मछलियाँ भूख से मर रही हैं। नीले-हरे तल पर जमा हो जाते हैं और सड़ जाते हैं (बैक्टीरिया द्वारा विघटित हो जाते हैं), जिससे पानी जहरीला हो जाता है और ऑक्सीजन की आपूर्ति कम हो जाती है। सुरम्य तालाब कीचड़ और झाग से भरे दुर्गंधयुक्त नालों में बदल जाते हैं। यदि पानी जहरीला नहीं है, तो प्रत्येक वर्ग मीटर पर 15 मोलस्क तक होते हैं, जिनमें से प्रत्येक प्रतिदिन 50 लीटर पानी को सावधानीपूर्वक फ़िल्टर करता है। जब विदेशी रसायन जल निकायों में प्रवेश करते हैं तो ये जीव मर जाते हैं। जल प्रदूषण के प्रति सबसे अधिक प्रतिरोधी जोंक, एस्किडियन और ड्रैगनफ्लाई लार्वा हैं।

जीवमंडल के घटक पदार्थों और खाद्य श्रृंखलाओं के चक्र द्वारा आपस में जुड़े हुए हैं; एक पारिस्थितिकी तंत्र के विघटन से दूसरों में पारिस्थितिक संतुलन में बदलाव होता है। जब उत्तरी गोलार्ध में कीड़ों को डीडीटी से जहर दिया जाने लगा, तो जल्द ही इस जहर की महत्वपूर्ण मात्रा अंटार्कटिक पेंगुइन के शरीर में पाई गई, जो इसे मछली से प्राप्त करते थे। कई कीटनाशक बहुत स्थिर होते हैं और लंबे समय तक जीवों के ऊतकों में जमा हो सकते हैं, प्रत्येक बाद के पोषण स्तर पर कई गुना बढ़ सकते हैं।

मानव की अनुचित आर्थिक गतिविधि के कारण, प्राकृतिक जलाशय भारी धातुओं - पारा, सीसा, साथ ही तांबे और जस्ता के लवणों से जहर हो गए हैं। ये यौगिक कीचड़ में, मछली के ऊतकों में जमा होते हैं, और खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश करते हैं, जिससे गंभीर विषाक्तता होती है। संयुक्त राज्य अमेरिका के औद्योगिक क्षेत्रों के निवासियों के जीवों के ऊतकों में सीसे की मात्रा पिछले 100 वर्षों में 50-1000 गुना बढ़ गई है। यहां तक ​​कि पामीर-अल्ताई के ग्लेशियरों में भी पारे की मात्रा पांच गुना बढ़ गई है। कई रसायनों की सूक्ष्म मात्रा मछली, झींगा मछली और अन्य जलीय प्रजातियों के व्यवहार को बाधित करती है। तांबा, पारा, कैडमियम और फिनोल की न्यूनतम सांद्रता का पंजीकरण इन विशेषताओं पर आधारित है। सबसे आम कीटनाशकों में से एक - टोक्साफेन - 1:108 (प्रति 100 मिलियन में 1 भाग) की सामग्री पर कुछ मछलियों की मृत्यु का कारण बनता है (उदाहरण के लिए, गम्बूसिया), कैटफ़िश और ट्राउट के जिगर और गलफड़ों में अपरिवर्तनीय परिवर्तन।

उत्पादन और परिवहन के दौरान तेल के रिसाव से नदियों और समुद्रों की सतह पर एक तेल फिल्म का निर्माण होता है (सभी तेल का 40% से अधिक शेल्फ पर उत्पादित होता है)। उपग्रह अवलोकनों के अनुसार, दुनिया के महासागरों की सतह का लगभग 10-15% प्रदूषित है। सतह से तेल धीरे-धीरे वाष्पित हो जाता है और बैक्टीरिया द्वारा विघटित हो जाता है, लेकिन यह धीरे-धीरे होता है। कई जल पक्षी मर जाते हैं, प्लवक नष्ट हो जाता है, और इसके बाद इसके मुख्य उपभोक्ता - गहरे समुद्र के निवासी। " बेन्थिक रेगिस्तान"बाल्टिक सागर में निचली सतह का 20% से अधिक भाग शामिल है। तेल पानी को ऑक्सीजन से समृद्ध होने से रोकता है। परिणामस्वरूप, वायुमंडल के साथ जलमंडल का गैस संतुलन बाधित हो जाता है और पारिस्थितिक संतुलन बदल जाता है।

गहन मछली पकड़ने और शंख की कटाई ने कई शेल्फ पारिस्थितिकी तंत्रों को नष्ट कर दिया है।

मिट्टी का विनाश. हमारे देश और संयुक्त राज्य अमेरिका में मैदानों की व्यापक जुताई के कारण धूल भरी आँधी चली जो लाखों हेक्टेयर उपजाऊ भूमि को बहा ले गई। मिट्टी की एक सेंटीमीटर परत दोबारा बनाने में प्रकृति को 100-300 साल लग जाते हैं! वर्तमान में, लगभग 1/3 खेती योग्य भूमि विभिन्न प्रकार के कटाव के कारण अपनी 50% उपजाऊ परत खो चुकी है। हर साल, लगभग 3 मिलियन हेक्टेयर भूमि कटाव के कारण, 2 मिलियन हेक्टेयर भूमि मरुस्थलीकरण के कारण, और 2 मिलियन हेक्टेयर भूमि रसायनों द्वारा विषाक्तता के कारण नष्ट हो जाती है।

कई कृषि क्षेत्रों की मिट्टी खारी हो गई। अरल सागर क्षेत्र में यह धूल भरी नमक की आंधियों के परिणामस्वरूप हुआ, अन्य क्षेत्रों में - सिंचाई जल प्रवाह के अनुचित संगठन के कारण। अतिरिक्त पानी के कारण नमक युक्त भूजल सतह पर आ जाता है। गहन वाष्पीकरण से ऊपरी मिट्टी के क्षितिज में लवणता पैदा होती है, और कुछ वर्षों के बाद ऐसी भूमि पर फसल उगाना असंभव हो जाता है। 4,000 साल पहले मेसोपोटामिया में मिट्टी के लवणीकरण के कारण कृषि में गिरावट आई थी। सिंचाई के पानी से शुरू में वहां अच्छी फसल हुई, लेकिन तीव्र वाष्पीकरण के कारण मिट्टी का रासायनिक क्षरण हुआ।

खेती योग्य भूमि के भौतिक क्षरण के साथ एक बड़ी समस्या भी जुड़ी हुई है - भारी कृषि मशीनों द्वारा मजबूत संघनन।

प्राकृतिक प्रजातियों की विविधता का नुकसान।जानवरों और पौधों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा वन बायोकेनोज़ में रहता है। यदि 1500 वर्ष पहले वनों का क्षेत्रफल ग्रह के 7 अरब हेक्टेयर पर था, तो आज वे 4 अरब हेक्टेयर से अधिक नहीं हैं। विशेष रूप से बर्बर उष्णकटिबंधीय जंगलों का वनों की कटाई है, जिसमें ग्रह पर सभी पौधों की प्रजातियों का लगभग 80% शामिल है। उष्णकटिबंधीय वन मुख्य रूप से अविकसित देशों में स्थित हैं, जिनके लिए लकड़ी की बिक्री आय के मुख्य स्रोतों में से एक है। उष्ण कटिबंध में वन घटकर 7% भूमि क्षेत्र रह गये हैं और यदि विनाश की दर जारी रही तो 2030 तक केवल एक चौथाई ही रह जायेंगे।

मध्य रूस में, शंकुधारी वन व्यावहारिक रूप से नष्ट हो गए हैं, और साइबेरिया और सुदूर पूर्व में सबसे मूल्यवान और सबसे सुलभ वनों को गहनता से काटा जा रहा है। वनों के विनाश से जलवायु बाधित होती है, मिट्टी ख़राब हो जाती है, नदियाँ मर जाती हैं, जानवर और पौधे गायब हो जाते हैं।

अमेज़ॅन बेसिन में अद्वितीय जंगल प्रति वर्ष 2% की दर से काटा जा रहा है। हैती में, 20 साल पहले जंगलों का 80% क्षेत्र पर कब्जा था, आज - केवल 9%। हिंसक वनों की कटाई के कारण, हर साल हजारों पौधों की प्रजातियाँ स्थायी रूप से गायब हो जाती हैं; फूलों के पौधों की लगभग 20 हजार प्रजातियाँ, स्तनधारियों की 300 प्रजातियाँ और पक्षियों की 350 प्रजातियाँ विलुप्त होने के कगार पर हैं। प्रत्येक पौधे की प्रजाति के लुप्त होने के साथ, पारिस्थितिक रूप से उससे जुड़ी जानवरों की 5 से 35 प्रजातियाँ (मुख्य रूप से अकशेरुकी) विलुप्त हो जाती हैं।

यूरोप में हर साल, लगभग 300 मिलियन प्रवासी और सर्दियों के पक्षी, दलदल, मैदान और वन खेल के 55 मिलियन व्यक्ति नष्ट हो जाते हैं, संयुक्त राज्य अमेरिका में - 2.5 मिलियन शोक करने वाले कबूतर, ग्रीस में - 3 मिलियन भूखे, द्वीप पर। मैलोरका - 3.5 मिलियन ब्लैकबर्ड।

कृषि के विकास के साथ, यूरेशिया में सीढ़ियाँ लगभग पूरी तरह से गायब हो गईं। टुंड्रा पारिस्थितिकी तंत्र को बर्बरतापूर्वक नष्ट किया जा रहा है। समुद्र के कई क्षेत्रों में मूंगे की चट्टानें खतरे में हैं।

प्रजाति विविधता न केवल सुंदरता है, बल्कि जीवमंडल की स्थिरता के लिए भी एक आवश्यक कारक है। यदि पारिस्थितिकी तंत्र में पर्याप्त संख्या में विविध प्रजातियाँ निवास करती हैं तो वे बाहरी जैविक, जलवायु और विषाक्त प्रभावों का सामना करने में सक्षम होते हैं। एक अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने जहरीले पदार्थ फिनोल को पारिस्थितिक तंत्र में पेश किया। केवल बैक्टीरिया फिनोल को निष्क्रिय करते हैं, लेकिन यह पता चला है कि जीवों की अधिक विविधता वाले पारिस्थितिकी तंत्र में तटस्थता अधिक प्रभावी है। प्रजातियों का विलुप्त होना जीवमंडल के लिए एक अपूरणीय क्षति है और मानवता के अस्तित्व के लिए एक वास्तविक खतरा है।

विभिन्न प्रकार की वनस्पतियाँ स्वास्थ्य को बनाए रखने की संभावनाओं का विस्तार करती हैं। आज बड़ी संख्या में औषधियाँ जंगली पौधों से बनाई जाती हैं। हम अभी तक पौधों के सभी लाभकारी गुणों को नहीं जानते हैं; हम यह नहीं मान सकते कि हमें उनमें से किसकी आवश्यकता होगी। 1960 में, ल्यूकेमिया से पीड़ित केवल 20% बच्चे जीवित बचे थे, आज - 80%, क्योंकि मेडागास्कर के उष्णकटिबंधीय वन पौधों में से एक में, वैज्ञानिक इस बीमारी से निपटने के लिए सक्रिय पदार्थ खोजने में कामयाब रहे। प्रजातियों की विविधता को खोकर हम अपना भविष्य खो रहे हैं।

वर्तमान में, वनस्पतियों और जीवों की दुर्लभ और लुप्तप्राय प्रजातियों के संरक्षण के लिए एक अंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम चल रहा है।

वायुमंडल का रेडियोधर्मी संदूषण। वायुमंडलीय धाराओं में रेडियोधर्मी कण तेजी से लंबी दूरी तक फैलते हैं, मिट्टी और जल निकायों, पौधों और जानवरों को प्रदूषित करते हैं। प्रशांत एटोल पर प्रत्येक परमाणु विस्फोट के चार महीने बाद, यूरोपीय महिलाओं के दूध में रेडियोधर्मी स्ट्रोंटियम पाया गया।

रेडियोधर्मी आइसोटोप विशेष रूप से खतरनाक हैं क्योंकि वे जीवों में अन्य तत्वों की जगह ले सकते हैं। स्ट्रोंटियम-90 गुणों में कैल्शियम के समान है और हड्डियों में जमा होता है, जबकि सीज़ियम-137 पोटेशियम के समान है और मांसपेशियों में केंद्रित होता है। विशेषकर उन उपभोक्ताओं के शरीर में बहुत सारे रेडियोधर्मी तत्व जमा हो जाते हैं जिन्होंने दूषित पौधों और जानवरों का सेवन किया है। इस प्रकार, बारहसिंगा का मांस खाने वाले अलास्का एस्किमोस के शरीर में सीज़ियम-137 की अत्यधिक मात्रा पाई गई। हिरण लाइकेन खाते हैं, जो उनके लंबे जीवन के दौरान महत्वपूर्ण मात्रा में रेडियोधर्मी आइसोटोप जमा करते हैं। लाइकेन में उनकी सामग्री मिट्टी की तुलना में हजारों गुना अधिक है। हिरण के ऊतकों में यह मात्रा तीन गुना बढ़ जाती है, और एस्किमो के शरीर में हिरण की तुलना में दोगुना रेडियोधर्मी सीज़ियम होता है। घातक ट्यूमर से कुछ आर्कटिक क्षेत्रों की आबादी की मृत्यु दर औसत से काफी अधिक है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में दुर्घटनाओं के बाद विकिरण विशेष रूप से लंबे समय तक बना रहता है। चेरनोबिल आपदा के दौरान रेडियोधर्मी कण 6 किमी की ऊंचाई तक उठे। पहले ही दिन वे वायुमंडलीय प्रवाह के साथ यूक्रेन और बेलारूस में फैल गये। फिर बादल फट गया, दूसरे-चौथे दिन इसका एक हिस्सा पोलैंड और स्वीडन के ऊपर दिखाई दिया, सप्ताह के अंत तक यूरोप पार कर गया और 10वें दिन तुर्की, लेबनान और सीरिया तक पहुंच गया। बादल का एक और हिस्सा एक सप्ताह के भीतर साइबेरिया को पार कर गया, 12वें दिन यह जापान के ऊपर दिखाई दिया, और दुर्घटना के 18वें दिन रेडियोधर्मी बादल उत्तरी अमेरिका का दौरा किया।

जीवमंडल प्रक्रियाओं के अध्ययन से निर्मित दुनिया के हर हिस्से के महत्व को समझने और आधुनिक मनुष्य की दर्दनाक मनःस्थिति को समझने में मदद मिलती है। पश्चिम में, और अब रूस में, सर्वोच्च भलाई के रूप में एक आरामदायक अमेरिकी जीवन शैली की इच्छा प्रबल है। एक पारिस्थितिकीविज्ञानी की नजर में अमेरिका क्या है? यह ग्रह की जनसंख्या का 5.5%, प्राकृतिक संसाधनों की खपत का 40% और हानिकारक उत्सर्जन का 70% है! यह अन्य लोगों और ग्रह के भविष्य की कीमत पर विलासितापूर्ण जीवन की कीमत है।

समय आ गया है कि हम अधिकाधिक भौतिक संपदा की चाहत पर गंभीरता से विचार करें और समझें कि औद्योगिक-उपभोक्ता समाज की रणनीति हमें विनाश की ओर ले जा रही है। यदि आने वाले दशकों में हम सही आध्यात्मिक दिशानिर्देशों की ओर नहीं बढ़ेंगे, तो हमारे वंशजों को अस्तित्व की समस्या का सामना करना पड़ेगा। हमें एक-दूसरे और अपने मूल ग्रह - सृष्टिकर्ता द्वारा हमें सौंपी गई अमूल्य संपदा - का ख्याल रखना याद रखना चाहिए।

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वैश्विक प्रसार मेंअरे हां

विश्व स्तर पर, जल और CO2 चक्र संभवतः मानवता के लिए सबसे महत्वपूर्ण जैव-भू-रासायनिक चक्र हैं। दोनों की विशेषता वातावरण में छोटे लेकिन अत्यधिक गतिशील फंड हैं, जो मानव गतिविधि के कारण होने वाली गड़बड़ी के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हैं और जो मौसम और जलवायु को प्रभावित कर सकते हैं।

यद्यपि पानी उन रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होता है जो प्रकाश संश्लेषण को बनाते हैं, एक पारिस्थितिकी तंत्र के माध्यम से अधिकांश पानी का प्रवाह वाष्पीकरण, वाष्पोत्सर्जन (पौधों से वाष्पीकरण), और वर्षा के कारण होता है।

जल चक्र, या जल विज्ञान चक्र, किसी भी अन्य चक्र की तरह, ऊर्जा द्वारा संचालित होता है। तरल जल द्वारा प्रकाश ऊर्जा का अवशोषण उस मुख्य बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है जिस पर ऊर्जा स्रोत जल चक्र से जुड़ा होता है। यह अनुमान लगाया गया है कि पृथ्वी तक पहुँचने वाली सभी सौर ऊर्जा का लगभग एक तिहाई जल चक्र को चलाने पर खर्च किया जाता है।

पृथ्वी का 90% से अधिक पानी पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाली चट्टानों और पृथ्वी की सतह पर तलछट (बर्फ और बर्फ) में बंधा हुआ है। यह पानी पारिस्थितिकी तंत्र में होने वाले जल विज्ञान चक्र में बहुत कम ही प्रवेश करता है: केवल जल वाष्प के ज्वालामुखीय उत्सर्जन के दौरान। इस प्रकार, पृथ्वी की पपड़ी में मौजूद पानी के बड़े भंडार पृथ्वी की सतह के पास पानी की गति में बहुत ही नगण्य योगदान देते हैं, जो इस चक्र के आरक्षित कोष का आधार बनता है।

वायुमंडल में पानी की मात्रा कम (लगभग 3%) है। किसी भी समय वाष्प के रूप में हवा में मौजूद पानी पृथ्वी की सतह पर समान रूप से वितरित 2.5 सेमी मोटी की औसत परत से मेल खाता है। प्रति वर्ष होने वाली वर्षा की मात्रा औसतन 65 सेमी है, जो किसी भी समय वातावरण में निहित नमी की मात्रा से 25 गुना अधिक है। नतीजतन, वायुमंडल में लगातार मौजूद जल वाष्प, तथाकथित वायुमंडलीय निधि, सालाना 25 बार चक्रित होती है। तदनुसार, वायुमंडल में जल स्थानांतरण का समय औसतन दो सप्ताह है।

मिट्टी, नदियों, झीलों और महासागरों में पानी की मात्रा वायुमंडल की तुलना में सैकड़ों-हजारों गुना अधिक है। हालाँकि, यह इन दोनों निधियों से एक ही दर से बहती है, क्योंकि वाष्पीकरण वर्षा के साथ संतुलित होता है। पृथ्वी की सतह पर तरल चरण में पानी के परिवहन का औसत समय, 3650 वर्ष के बराबर है, जो वायुमंडल में इसके परिवहन के समय से 105 गुना अधिक है।

जल चक्र के निम्नलिखित पहलुओं पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए:

1. समुद्र वर्षा से प्राप्त होने वाले पानी की तुलना में वाष्पीकरण के माध्यम से अधिक पानी खो देता है; ज़मीन पर स्थिति विपरीत है. वह। अधिकांश तलछट जो अधिकांश कृषि पारिस्थितिकी प्रणालियों सहित स्थलीय पारिस्थितिकी प्रणालियों का समर्थन करती है, समुद्र से वाष्पित हुए पानी से बनी होती है।
2. भूमि से कुल वाष्पीकरण (वाष्पीकरण) में पौधों के वाष्पोत्सर्जन की मुख्य नहीं तो महत्वपूर्ण भूमिका होती है। जल की गति पर वनस्पति का जो प्रभाव पड़ता है वह सबसे अच्छी तरह तब सामने आता है जब वनस्पति हटा दी जाती है। इस प्रकार, छोटी नदी घाटियों में सभी पेड़ों को प्रयोगात्मक रूप से काटने से साफ़ क्षेत्रों में बहने वाली नदियों में पानी का प्रवाह 200% से अधिक बढ़ जाता है। सामान्य परिस्थितियों में, यह अतिरिक्त जलवाष्प के रूप में सीधे वायुमंडल में छोड़ा जाएगा।
3. यद्यपि सतही अपवाह भूजल भंडारों की भरपाई करता है और स्वयं उनके द्वारा पुनःपूर्ति की जाती है, इन मात्राओं में विपरीत संबंध होता है। मानवीय गतिविधियों के परिणामस्वरूप (पृथ्वी की सतह को पानी के लिए अभेद्य सामग्रियों से ढंकना, नदियों पर जलाशय बनाना, सिंचाई प्रणाली का निर्माण करना, कृषि योग्य भूमि को संकुचित करना, जंगलों को साफ करना आदि), अपवाह बढ़ जाता है और ऐसे महत्वपूर्ण भूजल कोष की पुनःपूर्ति कम हो जाती है। . कई शुष्क क्षेत्रों में, भूजल भंडार अब प्रकृति द्वारा पुनः भरने की तुलना में मनुष्यों द्वारा तेजी से पंप किए जा रहे हैं।

कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के जैव-भू-रासायनिक चक्र सबसे पूर्ण होते हैं। बड़े वायुमंडलीय भंडार के लिए धन्यवाद, वे तेजी से आत्म-नियमन करने में सक्षम हैं।

वैश्विक कार्बन चक्र

कार्बन चक्र में, या इसके सबसे गतिशील रूप, CO2 में, एक ट्रॉफिक श्रृंखला स्पष्ट रूप से दिखाई देती है: उत्पादक जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान वायुमंडल से कार्बन ग्रहण करते हैं, उपभोक्ता जो निचले स्तर के उत्पादकों और उपभोक्ताओं के शरीर के साथ कार्बन को अवशोषित करते हैं, डीकंपोजर जो वापस लौटते हैं कार्बन वापस चक्र में। जैविक कार्बन चक्र में केवल कार्बनिक यौगिक और कार्बन डाइऑक्साइड भाग लेते हैं। प्रकाश संश्लेषण के दौरान आत्मसात किया गया सभी कार्बन कार्बोहाइड्रेट में शामिल होता है, और श्वसन के दौरान, कार्बनिक यौगिकों में निहित कार्बन कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है।

अकार्बनिक कार्बन के विशाल पूल - वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड, घुलित कार्बन डाइऑक्साइड (मुख्य रूप से HCO3- के रूप में), कार्बोनिक एसिड और कार्बोनेट जमा - अलग-अलग डिग्री तक कार्बन चक्र में भाग लेते हैं। आग्नेय चट्टानों, कैल्शियम कार्बोनेट जमा, कोयला और तेल और अन्य अधिक सक्रिय कार्बन भंडार में मौजूद कार्बन के बीच आदान-प्रदान इतना धीरे-धीरे होता है कि पारिस्थितिक तंत्र के अल्पकालिक कामकाज पर इस कार्बन का प्रभाव नगण्य होता है।

चक्र में CO2 का वायुमंडलीय पूल महासागरों, जीवाश्म ईंधन और पृथ्वी की पपड़ी के अन्य जलाशयों में कार्बन भंडार की तुलना में बहुत छोटा है। ऐसा माना जाता है कि औद्योगिक युग के आगमन से पहले, वायुमंडल, महाद्वीपों और महासागरों के बीच कार्बन प्रवाह संतुलित था।

यह संतुलन हरे पौधों की विनियमन गतिविधि और समुद्री कार्बोनेट प्रणाली की अवशोषण क्षमता पर आधारित है। 2 अरब वर्ष से भी अधिक पहले जब पृथ्वी पर जीवन प्रकट हुआ, तो वातावरण में ज्वालामुखीय गैसें शामिल थीं। वहाँ बहुत अधिक CO2 और थोड़ी ऑक्सीजन थी (या शायद बिल्कुल भी नहीं), और पहले जीव अवायवीय थे। इस तथ्य के परिणामस्वरूप कि उत्पादन, औसतन, श्वसन से थोड़ा अधिक हो गया, भूवैज्ञानिक समय के दौरान वातावरण में ऑक्सीजन जमा हो गई और CO2 की मात्रा कम हो गई। भूवैज्ञानिक और विशुद्ध रूप से रासायनिक प्रक्रियाओं ने भी ऑक्सीजन के संचय में योगदान दिया, उदाहरण के लिए, लौह ऑक्साइड से इसकी रिहाई या कम नाइट्रोजन यौगिकों का निर्माण और ऑक्सीजन की रिहाई के साथ पराबैंगनी विकिरण द्वारा पानी का विभाजन। कम CO2 सामग्री, साथ ही उच्च O2 सांद्रता, प्रकाश संश्लेषण के लिए सीमित कारकों के रूप में काम करती है: यदि प्रयोग में CO2 सामग्री बढ़ती है या O2 सामग्री कम हो जाती है, तो अधिकांश पौधों में प्रकाश संश्लेषण की तीव्रता में वृद्धि होती है। इस प्रकार, हरे पौधे इन गैसों की सामग्री के बहुत संवेदनशील नियामक साबित होते हैं।

पृथ्वी की प्रकाश संश्लेषक "हरित पट्टी" और समुद्र की कार्बोनेट प्रणाली वायुमंडल में CO2 के निरंतर स्तर को बनाए रखती है। लेकिन पिछली शताब्दी में, जीवाश्म ईंधन की तेजी से बढ़ती खपत, साथ ही "हरित बेल्ट" की अवशोषण क्षमता में कमी, प्राकृतिक नियंत्रण की क्षमताओं से अधिक होने लगी, जिससे वातावरण में CO2 सामग्री अब धीरे-धीरे बढ़ रही है . दरअसल, छोटे एक्सचेंज फंडों के इनपुट और आउटपुट पर पदार्थों का प्रवाह सबसे बड़े बदलाव के अधीन है। ऐसा माना जाता है कि औद्योगिक क्रांति (लगभग 1800) की शुरुआत में, पृथ्वी के वायुमंडल में लगभग 290 भाग प्रति मिलियन (0.029%) CO2 थी। 1958 में, जब पहली बार सटीक माप लिया गया, तो सामग्री 315 थी, और 1960 में यह बढ़कर 335 भाग प्रति मिलियन हो गई। यदि सांद्रता पूर्व-औद्योगिक स्तर से दोगुनी हो जाती है, जो अगली शताब्दी के मध्य तक हो सकती है, तो पृथ्वी की जलवायु गर्म होने की संभावना है: तापमान में औसतन 1.5 से 4.5 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि होगी, और इसके साथ ही समुद्र के स्तर में वृद्धि होगी (जैसे कि) ध्रुवीय टोपी के पिघलने के परिणाम) और वर्षा वितरण में परिवर्तन से कृषि बर्बाद हो सकती है।

ऐसा माना जाता है कि अगली सदी में CO2 के बढ़ते स्तर (जो पृथ्वी को गर्म करने में योगदान देता है) और धूल और अन्य कणों के साथ बढ़ते वायुमंडलीय प्रदूषण के बीच एक नया लेकिन अनिश्चित संतुलन स्थापित हो सकता है जो विकिरण को प्रतिबिंबित करते हैं और इस तरह ग्रह को ठंडा करते हैं। पृथ्वी के ताप बजट में कोई भी महत्वपूर्ण परिणामी परिवर्तन तब जलवायु को प्रभावित करेगा।

ग्रीनहाउस गैस CO2 का मुख्य स्रोत जीवाश्म ईंधन का दहन है, लेकिन कृषि विकास और वनों की कटाई भी इसमें योगदान देती है। यह आश्चर्य की बात हो सकती है कि कृषि अंततः मिट्टी से CO2 खो देती है (अर्थात, यह बाहर निकालने की तुलना में वातावरण में अधिक योगदान देती है), लेकिन तथ्य यह है कि फसलों द्वारा CO2 स्थिरीकरण, जिनमें से कई वर्ष के केवल एक हिस्से में ही सक्रिय होते हैं, ऐसा होता है विशेषकर बार-बार जुताई के परिणामस्वरूप, मिट्टी से निकलने वाली CO2 की मात्रा की भरपाई नहीं होती है। वन महत्वपूर्ण कार्बन सिंक हैं, क्योंकि वन बायोमास में 1.5 गुना अधिक कार्बन होता है, और वन ह्यूमस में वायुमंडल की तुलना में 4 गुना अधिक कार्बन होता है। बेशक, वनों की कटाई से लकड़ी में जमा कार्बन निकल सकता है, खासकर अगर इसे तुरंत जला दिया जाए। वनों के विनाश से, विशेष रूप से कृषि या शहर के निर्माण के लिए इन भूमियों के बाद के उपयोग से ह्यूमस का ऑक्सीकरण होता है।

CO2 के अलावा, दो और कार्बन यौगिक वायुमंडल में कम मात्रा में मौजूद हैं: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) - लगभग 0.1 भाग प्रति मिलियन और मीथेन (CH4) - लगभग 1.6 भाग प्रति मिलियन। CO2 की तरह, ये यौगिक तेजी से चक्रित होते हैं और इसलिए वायुमंडल में इनका निवास समय कम होता है - CO के लिए लगभग 0.1 वर्ष; CH4 के लिए 3.6 वर्ष और CO2 के लिए 4 वर्ष।

CO और CH4 दोनों कार्बनिक पदार्थों के अपूर्ण या अवायवीय अपघटन के दौरान बनते हैं; वायुमंडल में दोनों CO2 में ऑक्सीकृत हो जाते हैं। CO की वही मात्रा जो प्राकृतिक अपघटन के परिणामस्वरूप वायुमंडल में प्रवेश करती है, अब जीवाश्म ईंधन के अपूर्ण दहन के दौरान, विशेष रूप से निकास गैसों के साथ, इसमें प्रवेश कर जाती है। कार्बन मोनोऑक्साइड का निर्माण, जो मनुष्यों के लिए एक घातक जहर है, विश्व स्तर पर कोई खतरा नहीं है, लेकिन जिन शहरों में हवा स्थिर हो जाती है, वहां वायुमंडल में गैस का बढ़ता स्तर चिंताजनक होने लगता है, जो प्रति मिलियन 100 भागों के स्तर तक पहुंच जाता है।

मीथेन उत्पादन दुनिया की आर्द्रभूमियों और उथले समुद्रों के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है। माना जाता है कि मीथेन का लाभकारी कार्य होता है: यह ऊपरी वायुमंडल में ओजोन परत की स्थिरता को बनाए रखता है, जो सूर्य की घातक पराबैंगनी विकिरण को रोकता है। कार्बन का जैविक चक्र बड़े चक्र का एक अभिन्न अंग है; यह जीवों की जीवन गतिविधि से जुड़ा है। CO2 की टर्नओवर दर लगभग 300 वर्ष (वायुमंडल में इसका पूर्ण प्रतिस्थापन) है।

ऑक्सीजन चक्र

वायुमंडल में नाइट्रोजन के बाद दूसरा सबसे प्रचुर तत्व ऑक्सीजन है, जिसकी मात्रा मात्रा के हिसाब से 20.95% है। इसकी बहुत बड़ी मात्रा पानी के अणुओं, लवणों के साथ-साथ ऑक्साइड और पृथ्वी की पपड़ी के अन्य ठोस चट्टानों में बंधी अवस्था में पाई जाती है, लेकिन पारिस्थितिकी तंत्र की ऑक्सीजन के इस विशाल भंडार तक सीधी पहुंच नहीं है। यदि हम वायुमंडल और सतही जल के बीच ऑक्सीजन के आदान-प्रदान की उपेक्षा करते हैं, तो वायुमंडल में ऑक्सीजन का परिवहन समय लगभग 2500 वर्ष है। पृथ्वी के प्राथमिक वायुमंडल में O2 की मात्रा बहुत कम थी, लेकिन प्रकाश संश्लेषक जीवों के आगमन के साथ यह वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण घटक बन गया। कई के दौरान मिलियन वर्षों में, वायुमंडल में O2 की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ी, जो अब तक 21% (मात्रा के अनुसार) तक पहुँच गई है। लगभग सभी O2 का निर्माण सायनोबैक्टीरिया और उसके बाद हरे पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप हुआ था। वायुमंडल से ऑक्सीजन का निष्कासन एरोबिक श्वसन, जीवाश्म ईंधन के दहन और ऑक्साइड (ऑक्साइड) के निर्माण के माध्यम से जीवित जीवों द्वारा इसके अवशोषण के परिणामस्वरूप होता है। जीवाश्म ईंधन के श्वसन और दहन से कार्बन डाइऑक्साइड (कार्बन डाइऑक्साइड, CO2) उत्पन्न होता है, जिसका उपयोग प्रकाश संश्लेषण में फिर से किया जाता है, एक प्रक्रिया जो बदले में वायुमंडल में ऑक्सीजन छोड़ती है, इस प्रकार चक्र पूरा होता है। प्रकृति में ऑक्सीजन चक्र मूलतः प्रकृति में कार्बन चक्र के समान है।

जैव भू-रासायनिक नाइट्रोजन चक्र.

बेशक, नाइट्रोजन चक्र सबसे जटिल और साथ ही सबसे कमजोर चक्रों में से एक है (चित्र)। बड़ी संख्या में जीवों के शामिल होने के बावजूद, यह विभिन्न पारिस्थितिक तंत्रों में नाइट्रोजन का तेजी से परिसंचरण सुनिश्चित करता है। एक नियम के रूप में, मात्रात्मक दृष्टि से, नाइट्रोजन कार्बन का अनुसरण करती है, जिसके साथ यह प्रोटीन यौगिकों के निर्माण में भाग लेती है। नाइट्रोजन, जो प्रोटीन और अन्य नाइट्रोजन युक्त यौगिकों का हिस्सा है, कई कीमोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया की गतिविधि के परिणामस्वरूप कार्बनिक से अकार्बनिक रूप में परिवर्तित हो जाता है। प्रत्येक प्रकार का बैक्टीरिया अपना काम करता है, अमोनियम को नाइट्राइट और फिर नाइट्रेट में ऑक्सीकरण करता है। हालाँकि, पौधों के लिए उपलब्ध नाइट्रेट डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की गतिविधि के परिणामस्वरूप "बच" जाते हैं, जो नाइट्रेट को आणविक नाइट्रोजन में कम कर देते हैं।

नाइट्रोजन चक्र की विशेषता वायुमंडल में व्यापक आरक्षित निधि है। आयतन के हिसाब से वायु में लगभग 80% आणविक नाइट्रोजन (एन2) है और यह इस तत्व के सबसे बड़े भंडार का प्रतिनिधित्व करती है। साथ ही, मिट्टी में नाइट्रोजन की अपर्याप्त मात्रा अक्सर व्यक्तिगत पौधों की प्रजातियों और संपूर्ण पारिस्थितिकी तंत्र की उत्पादकता को सीमित कर देती है। सभी जीवित जीवों को नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है, वे इसे प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड बनाने के लिए विभिन्न रूपों में उपयोग करते हैं। लेकिन केवल कुछ सूक्ष्मजीव ही वायुमंडल से नाइट्रोजन गैस का उपयोग कर सकते हैं। सौभाग्य से, नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले सूक्ष्मजीव आणविक नाइट्रोजन को पौधों के लिए उपलब्ध अमोनियम आयनों में परिवर्तित कर देते हैं। इसके अलावा, अकार्बनिक तरीकों से वायुमंडल में नाइट्रेट लगातार बनते रहते हैं, लेकिन यह घटना नाइट्रिफाइंग जीवों की गतिविधि की तुलना में केवल सहायक भूमिका निभाती है।

फॉस्फोरस और सल्फर के जैव-भू-रासायनिक चक्र

फॉस्फोरस और सल्फर के जैव-भू-रासायनिक चक्र, सबसे महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्व, बहुत कम सही हैं, क्योंकि उनमें से अधिकांश पृथ्वी की पपड़ी के आरक्षित निधि में, "दुर्गम" निधि में निहित हैं।

सल्फर और फॉस्फोरस चक्र एक विशिष्ट तलछटी जैव-भू-रासायनिक चक्र है। ऐसे चक्र विभिन्न प्रकार के प्रभावों से आसानी से बाधित हो जाते हैं और आदान-प्रदान की गई सामग्री का कुछ हिस्सा चक्र छोड़ देता है। यह केवल भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप या जीवित पदार्थ द्वारा बायोफिलिक घटकों के निष्कर्षण के माध्यम से चक्र में फिर से लौट सकता है।

फास्फोरस

फॉस्फोरस पिछले भूवैज्ञानिक युगों में बनी चट्टानों में पाया जाता है। यदि ये चट्टानें पृथ्वी की पपड़ी की गहराई से भूमि की सतह तक, अपक्षय क्षेत्र में उठती हैं तो यह जैव-भू-रासायनिक चक्र (चित्र) में प्रवेश कर सकती है। कटाव प्रक्रियाओं के माध्यम से इसे प्रसिद्ध खनिज एपेटाइट के रूप में समुद्र में ले जाया जाता है।

सामान्य फास्फोरस चक्र को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है: जलीय और स्थलीय। जलीय पारिस्थितिक तंत्र में, इसे फाइटोप्लांकटन द्वारा आत्मसात किया जाता है और ट्रॉफिक श्रृंखला के साथ तीसरे क्रम के उपभोक्ताओं - समुद्री पक्षियों तक प्रेषित किया जाता है। उनका मलमूत्र (गुआनो) समुद्र में लौट आता है और चक्र में प्रवेश कर जाता है, या किनारे पर जमा हो जाता है और समुद्र में बह जाता है।

मरने वाले समुद्री जानवरों, विशेषकर मछलियों से, फॉस्फोरस समुद्र में और चक्र में लौट आता है, लेकिन कुछ मछलियों के कंकाल काफी गहराई तक पहुँच जाते हैं और उनमें मौजूद फॉस्फोरस फिर से तलछटी चट्टानों में समा जाता है।

स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में, फास्फोरस को पौधों द्वारा मिट्टी से निकाला जाता है और फिर ट्रॉफिक नेटवर्क के माध्यम से वितरित किया जाता है। जानवरों और पौधों की मृत्यु के बाद और उनके मलमूत्र के साथ मिट्टी में लौट आता है। जल अपरदन के परिणामस्वरूप मिट्टी से फास्फोरस नष्ट हो जाता है। इसके परिवहन के जलमार्गों में फॉस्फोरस की बढ़ी हुई सामग्री जलीय पौधों के बायोमास में तेजी से वृद्धि, जल निकायों के "खिलने" और उनके यूट्रोफिकेशन का कारण बनती है। अधिकांश फॉस्फोरस समुद्र में ले जाया जाता है और वहां स्थायी रूप से नष्ट हो जाता है।

बाद की परिस्थिति फॉस्फोरस युक्त अयस्कों (फॉस्फोराइट्स, एपेटाइट्स, आदि) के भंडार में कमी का कारण बन सकती है। इसलिए, हमें इन नुकसानों से बचने का प्रयास करना चाहिए और उस समय का इंतजार नहीं करना चाहिए जब पृथ्वी "खोई हुई तलछट" को जमीन पर वापस कर देगी।

गंधक

तलछट और मिट्टी में सल्फर का भी एक मुख्य आरक्षित कोष होता है, लेकिन फॉस्फोरस के विपरीत, इसका वायुमंडल में भी एक आरक्षित कोष होता है (चित्र)। विनिमय कोष में मुख्य भूमिका सूक्ष्मजीवों की होती है। उनमें से कुछ कम करने वाले एजेंट हैं, अन्य ऑक्सीकरण एजेंट हैं।

चट्टानों में, सल्फर सल्फाइड (FeS2, आदि) के रूप में, घोल में आयन (S042~) के रूप में, गैसीय चरण में हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) या सल्फर डाइऑक्साइड (S02) के रूप में होता है। कुछ जीवों में, सल्फर अपने शुद्ध रूप (S2) में जमा हो जाता है और जब वे मर जाते हैं, तो समुद्र के तल पर देशी सल्फर का भंडार बन जाता है।

समुद्री वातावरण में, सल्फेट आयन सामग्री में क्लोरीन के बाद दूसरे स्थान पर है और सल्फर का मुख्य उपलब्ध रूप है, जो ऑटोट्रॉफ़्स द्वारा कम हो जाता है और अमीनो एसिड में शामिल होता है।

सल्फर चक्र, हालांकि जीवों को कम मात्रा में इसकी आवश्यकता होती है, उत्पादन और अपघटन की समग्र प्रक्रिया में महत्वपूर्ण है (वाई. ओडुम, 1986)। उदाहरण के लिए, जब आयरन सल्फाइड बनता है, तो फॉस्फोरस घुलनशील रूप में चला जाता है जो जीवों के लिए उपलब्ध होता है।

स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में, जब पौधे मर जाते हैं तो सल्फर मिट्टी में लौट आता है और सूक्ष्मजीवों द्वारा पकड़ लिया जाता है, जो इसे H2S में बदल देता है। अन्य जीवों और ऑक्सीजन के संपर्क में आने से ही ये उत्पाद ऑक्सीकृत हो जाते हैं। परिणामी सल्फेट्स घुल जाते हैं और पौधों द्वारा मिट्टी के छिद्रित घोल से अवशोषित कर लिए जाते हैं - इस प्रकार चक्र जारी रहता है।

हालाँकि, नाइट्रोजन की तरह सल्फर चक्र भी मानवीय हस्तक्षेप से बाधित हो सकता है और यह मुख्य रूप से जीवाश्म ईंधन और विशेष रूप से कोयले के दहन के कारण होता है। सल्फर डाइऑक्साइड (S02t) प्रकाश संश्लेषण प्रक्रियाओं को बाधित करता है और वनस्पति की मृत्यु का कारण बनता है।

जैव-भू-रासायनिक चक्र मनुष्यों द्वारा आसानी से बाधित हो जाते हैं। इस प्रकार, खनिज उर्वरक निकालते समय यह जल और वायु को प्रदूषित करता है। फॉस्फोरस पानी में प्रवेश करता है, जिससे यूट्रोफिकेशन होता है, अत्यधिक जहरीले नाइट्रोजन यौगिक बनते हैं, आदि। दूसरे शब्दों में, चक्र चक्रीय नहीं, बल्कि अचक्रीय हो जाता है। प्राकृतिक संसाधनों की सुरक्षा का लक्ष्य, विशेष रूप से, चक्रीय जैव-भू-रासायनिक प्रक्रियाओं को चक्रीय प्रक्रियाओं में बदलना होना चाहिए।

इस प्रकार, जीवमंडल का सामान्य होमियोस्टैसिस प्रकृति में पदार्थों के जैव-रासायनिक चक्र की स्थिरता पर निर्भर करता है। लेकिन एक ग्रहीय पारिस्थितिकी तंत्र होने के नाते, इसमें सभी स्तरों पर पारिस्थितिकी तंत्र शामिल हैं, इसलिए प्राकृतिक पारिस्थितिकी प्रणालियों की अखंडता और स्थिरता इसके होमियोस्टैसिस के लिए प्राथमिक महत्व की है।