Her ekosistemde olduğu gibi biyosferde de karbon, nitrojen, hidrojen, oksijen, fosfor, kükürt ve diğer maddelerin sürekli bir döngüsü vardır.

Karbondioksit bitkiler ve üreticiler tarafından emilir ve fotosentez süreci yoluyla karbonhidratlara, proteinlere, lipitlere ve diğer organik bileşiklere dönüştürülür. Bu maddeler hayvansal tüketiciler tarafından gıdalarda kullanılmaktadır.

Aynı zamanda doğada ters bir süreç meydana gelir. Tüm canlı organizmalar atmosfere giren CO2'yi serbest bırakarak nefes alır. Ölü bitki ve hayvan kalıntıları ve hayvan dışkıları ayrıştırıcı mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılır. CO2 atmosfere salınır. Karbonun bir kısmı toprakta organik bileşikler halinde birikir.

Biyosferdeki karbon döngüsü sırasında enerji kaynakları oluşur: petrol, kömür, yanıcı gazlar, turba ve odun.

Bitkiler ve hayvanlar ayrıştığında, amonyak formunda nitrojen açığa çıkar. Nitrifikasyon bakterileri, amonyağı, bitkiler tarafından emilen nitro ve nitrik asit tuzlarına dönüştürür. Bazı nitrojen sabitleyici bakteriler atmosferik nitrojeni özümseme yeteneğine sahiptir. Bu da doğadaki nitrojen döngüsünü kapatır.

Biyosferdeki maddelerin döngüsü sonucunda elementlerin sürekli bir biyojenik göçü meydana gelir: Bitkilerin ve hayvanların yaşamı için gerekli olan kimyasal elementler çevreden vücuda geçer, organizmalar ayrıştığında bu elementler tekrar doğaya geri döner; vücuda girdikleri yerden.

Biyosferin temeli, biyosferde yaşayan tüm organizmaların katılımıyla gerçekleşen ve biyotik döngü adı verilen organik madde döngüsüdür.

Biyotik döngünün yasaları, Dünya'daki yaşamın uzun vadeli varlığının ve gelişiminin temelini içerir.

İnsan, biyosferin bir unsurudur ve Dünya'nın biyokütlesinin ayrılmaz bir parçası olarak, tüm evrim boyunca doğrudan çevredeki doğaya bağımlı olmuştur ve bağımlıdır.

Daha yüksek sinirsel aktivitenin gelişmesiyle birlikte, insanın kendisi de Dünya'daki daha sonraki evrimde güçlü bir çevresel faktör (antropojenik faktör) haline gelir.

İnsanın doğa üzerindeki etkisi iki yönlüdür - olumlu ve olumsuz. İnsan faaliyetleri sıklıkla doğal kalıpların bozulmasına yol açar.

İnsanlığın kitlesinin biyosferdeki payı küçüktür, ancak etkinliği çok büyüktür; şu anda biyosferdeki süreçleri değiştiren bir güç haline gelmiştir.

V.I. Vernadsky, biyosferin doğal olarak noosfere dönüşeceğini iddia ediyor (gr. “noos” - zihin” + gr. “küre” - toptan).

V.I. Vernadsky'ye göre noosfer, insan emeğiyle dönüştürülen ve bilimsel düşünceyle değiştirilen bir biyosferdir.

Artık kişinin ekonomik faaliyetlerini, biyosfer adı verilen devasa ekosistemdeki yerleşik kalıpları ihlal etmeyecek ve biyokütlenin azalmasına katkıda bulunmayacak şekilde planlaması gerektiği bir dönem geldi.

Besin döngüsü. Göz önünde bulundurulan temel unsurlara ek olarak, canlı bir organizmanın metabolik sürecinde bir takım başka unsurlar da yer alır. Bazıları önemli miktarlarda bulunur ve sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum gibi makro besinler kategorisine aittir. Bazı elementler çok küçük konsantrasyonlarda bulunur (mikro elementler), fakat aynı zamanda hayati önem taşırlar (demir, çinko, bakır, manganez vb.).[...]

Temel besin ve elementlerin döngüleri. Canlı organizmalar için en önemli madde ve elementlerin döngülerini ele alalım (Şekil 3-8). Su döngüsü büyük bir jeolojik döngüdür; ve biyojenik elementlerin (karbon, oksijen, nitrojen, fosfor, kükürt ve diğer biyojenik elementler) döngülerinden küçük biyojeokimyasallara kadar.[...]

Besin döngülerinin oranı oldukça yüksektir. Atmosferdeki karbonun dönüşüm süresi yaklaşık 8 yıldır. Her yıl havadaki karbondioksitin yaklaşık %12'si karasal ekosistemlerdeki döngüye geri dönüştürülüyor. Azotun toplam döngü süresinin 110 yıldan fazla olduğu, oksijenin ise 2500 yıl olduğu tahmin edilmektedir.[...]

Biyotik döngü. Ekosistemdeki organik maddelerin sentezi ve bozunması sonucu oluşan besin döngüsüne maddelerin biyotik döngüsü denir. Biyojenik elementlere ek olarak biyotik döngü, biyota için en önemli olan mineral elementleri ve birçok farklı bileşiği de içerir. Bu nedenle, özellikle biyosferin tamamı söz konusu olduğunda, biyotanın neden olduğu kimyasal dönüşümlerin tüm döngüsel sürecine biyojeakimyasal döngü de denir [...]

Biyotik döngü, ekosistemlerdeki besinlerin ve bunlara dahil olan diğer maddelerin, biyosferde, biyotik ve abiyotik bileşenleri arasındaki dolaşımıdır. Biyosfer biyotik döngüsünün en önemli özelliği yüksek derecede izolasyondur.[...]

Öte yandan, biyokütlenin bileşenleri olan biyojenik elementler, örneğin nitrat N-protein N-atık N'yi içeren molekülleri basitçe değiştirir. Tekrar tekrar kullanılabilirler ve döngü onların karakteristik özelliğidir. Güneş radyasyonunun enerjisinden farklı olarak besin rezervleri sabit değildir. Bunlardan bazılarını canlı biyokütleye bağlama süreci topluluğa kalan miktarı azaltır. Eğer bitkiler ve fitofajlar eninde sonunda ayrışmasaydı, besin kaynakları tükenecek ve Dünya'daki yaşam sona erecekti. Heterotrofik organizmaların aktivitesi, besin döngüsünün ve ürünlerin oluşumunun sürdürülmesinde belirleyici bir faktördür. İncirde. 17.24, bu elementlerin basit inorganik bileşikler formunda salınmasının yalnızca ayrıştırıcı sistemden meydana geldiğini göstermektedir. Gerçekte bu basit moleküllerin (özellikle CO2) belirli bir oranı da tüketici sistemi tarafından sağlanır ancak bu şekilde biyojenik elementlerin çok küçük bir kısmı döngüye geri döner. Buradaki belirleyici rol ayrıştırıcılar sistemine aittir.[...]

Madde döngüsünün itici güçleri, güneş enerjisinin akışı ve canlı maddenin aktivitesidir; bu, büyük kimyasal element kütlelerinin hareketine, fotosentez işlemi sırasında biriken enerjinin yoğunlaşmasına ve yeniden dağıtılmasına yol açar. Fotosentez ve sürekli çalışan besin döngüleri sayesinde, tüm ekosistemlerin ve bir bütün olarak biyosferin istikrarlı bir organizasyonu yaratılır ve normal işleyişi gerçekleştirilir.[...]

Biyojenik bileşiklerin dış akışlarının yokluğunda, biyosfer ancak besinlerin kapalı döngüler gerçekleştirdiği, dönüşümlü olarak biyosferin inorganik kısmından organik kısmına vb. hareket ettiği kapalı bir madde döngüsü varsa istikrarlı bir şekilde var olabilir. tersine. Bu döngü biyosferdeki canlı organizmalar tarafından gerçekleştirilir. Biyosferin birbiriyle ilişkili olmayan yaklaşık 1027 canlı organizma içerdiğine inanılmaktadır. Biyosferin evrimsel gelişimi sürecinde, işlevsel amaçları ve besin döngüsüne katılımları bakımından farklılık gösteren aşağıdaki üç organizma grubu oluşmuştur: üreticiler, ayrıştırıcılar ve tüketiciler.[...]

Canlı doğadaki maddi süreçler, biyojenik elementlerin döngüleri, çok çeşitli organizmalarda yalnızca bir büyüklük sırası içinde değişen stokiyometrik katsayılara sahip enerji akışlarıyla ilişkilidir. Ayrıca, yüksek kataliz verimliliği nedeniyle, organizmalarda yeni maddelerin sentezi için enerji tüketimi, bu süreçlerin teknik analoglarından çok daha azdır.[...]

Besin döngüsüne ilişkin birçok yoğun araştırmadan çıkan, uygulama açısından çok önemli bir sonuç, gübre fazlasının da insanlar için eksikliği kadar kârsız olabileceğidir. Bir sisteme halihazırda aktif organizmalar tarafından kullanılabilenden daha fazla malzeme eklenirse, fazlalık toprak ve çökeltiler tarafından hızla bağlanır veya süzülme yoluyla kaybolur ve organizmaların büyümesinin en çok arzu edildiği anda kullanılamaz hale gelir. Birçok kişi yanlışlıkla bahçelerinin veya göletlerinin belirli bir alanı için 1 kg gübre (veya böcek ilacı) tavsiye edilirse 2 kg'ın iki kat fayda sağlayacağına inanır. Bu daha çok daha iyidir savunucuları, Şekil 1'de gösterilen sübvansiyon-stres ilişkisini anlasa iyi olur. 3.5. Sübvansiyonlar dikkatli bir şekilde uygulanmadığı takdirde kaçınılmaz olarak bir stres kaynağı haline gelir. Balık havuzları gibi ekosistemlerin aşırı gübrelenmesi, elde edilen sonuçlar açısından yalnızca israf olmakla kalmaz, aynı zamanda sistemde öngörülemeyen değişikliklere neden olabileceği gibi aşağı havzadaki ekosistemleri de kirletebilir. Farklı organizmalar farklı element içeriği seviyelerine adapte olduklarından, uzun süreli aşırı gübreleme organizmaların tür bileşiminde değişikliklere yol açar ve ihtiyaç duyduklarımız yok olabilir ve gereksiz olanlar ortaya çıkabilir [...]

Toprakta meydana gelen birçok süreç, toprak mikroorganizmalarının hayati aktivitesi ile ilişkilidir - besin döngüleri, hayvan ve bitki kalıntılarının mineralizasyonu, toprağın bitkiler için mevcut olan nitrojen formlarıyla zenginleştirilmesi. Toprağın verimliliği mikroorganizmaların aktivitesiyle ilgilidir. Sonuç olarak toprak mikroorganizmaları, bitki yaşamını ve onlar aracılığıyla da karasal ekosistemlerin ana parçalarından biri olan hayvanları ve insanları doğrudan etkiler.[...]

Havuzlar ve göller araştırma için özellikle uygundur, çünkü kısa bir süre içinde içlerindeki besin döngüleri bağımsız kabul edilebilir. Hutchinson (1957) ve Pomeroy (1970), fosfor döngüsü ve diğer hayati elementlerin döngüleri üzerine yapılan çalışmalara ilişkin incelemeler yayınladı.[...]

Terlemenin de olumlu yanları vardır. Buharlaşma yaprakları soğutur ve diğer süreçlerin yanı sıra besinlerin döngüsünü destekler. Diğer işlemler iyonların topraktan köklere taşınması, iyonların kök hücreleri arasında taşınması, bitki içinde hareket etmesi ve yapraklardan sızmadır (Kozlowski, 1964, 1968). Bu süreçlerin bazıları, su ve tuzların taşınma hızını sınırlayabilen metabolik enerji gerektirir (Fried ve Broeshart, 1967). Bu nedenle terleme, yalnızca açıkta kalan fiziksel yüzeylerin bir işlevi değildir. Ormanlar mutlaka çimenli bitki örtüsünden daha fazla su kaybetmez. Nemli orman koşullarında enerji desteği olarak terlemenin rolü Bölüm 2'de tartışılmıştır. 3. Bazı tropikal bulut ormanlarında olduğu gibi hava çok nemliyse (bağıl nem %100'e yaklaşırsa), ağaçlar bodurlaşır ve bitki örtüsünün çoğu, görünüşe göre terlemenin olmaması nedeniyle epifitlerden oluşur" (N. Odum, Güvercin, 1970).[...]

Enerji kapalı döngülerde aktarılamaz ve yeniden kullanılamaz, ancak madde bunu yapabilir. - Madde (besinler dahil) bir topluluktan "döngüler" halinde geçebilir. - Besinlerin döngüsü hiçbir zaman mükemmel değildir. - Hubbard Çayı Ormanı'nın incelenmesi. Besin girdisi ve çıktısı genellikle döngüye katılan miktarla karşılaştırıldığında düşüktür, ancak kükürt bu kuralın önemli bir istisnasıdır (esas olarak “asit yağmuru” nedeniyle), - Ormansızlaşma döngüyü açar ve besin kaybına neden olur.- Karasal Biyomlar, ölü organik madde ve canlı dokular arasındaki besin maddelerinin dağılımı açısından farklılık gösterir. - Akıntılar ve çökelme, su ekosistemlerindeki besin akışını etkileyen önemli faktörlerdir.[...]

Besin zincirlerinde 1. ve 2. dereceden tüketiciler olan tüm insanlar yiyecek tüketir. Besin döngüsüne katılan ayrıştırıcılar tarafından kullanılan fizyolojik metabolizma ürünlerini salgılarlar. İnsan, şu anda Dünya üzerinde bilinen 3 milyon biyolojik türden biridir.[...]

Herhangi bir ekosistem, içinden farklı materyallerin geçtiği ve bu materyallerin değişen sürelerde kalabildiği bir dizi blok olarak düşünülebilir (Şekil 10.3). Bir ekosistemdeki mineral maddelerin döngüsünde kural olarak üç aktif blok yer alır: canlı organizmalar, ölü organik kalıntılar ve mevcut inorganik maddeler. İki ek blok (dolaylı olarak erişilebilen inorganik maddeler ve çökeltici organik maddeler) genel döngünün bazı çevresel kısımlarındaki besin döngüleriyle ilişkilidir (Şekil 10.3), ancak bu bloklar ile ekosistemin geri kalanı arasındaki değişim, karşılaştırıldığında yavaştır. aktif bloklar arasında meydana gelen alışverişe.[...]

Karbon, azot ve fosfor organizmaların yaşamında önemlidir. Fotosentez sürecinde oksijen ve organik madde oluşumu için gerekli olan bileşikleridir. Dip çökeltileri besin döngüsünde önemli bir rol oynar. Bir durumda bunlar bir kaynaktır, diğerinde ise bir rezervuarın organik ve mineral kaynaklarının akümülatörüdür. Dip çökeltilerinden teminleri pH'a ve bu elementlerin sudaki konsantrasyonuna bağlıdır. PH'ın artması ve besin maddelerinin düşük konsantrasyonuyla birlikte, dip çökeltilerden suya fosfor, demir ve diğer elementlerin tedariki artar.[...]

Toplulukların (biyosenozlar) yapısını ve işleyişini incelemenin önemli bir görevi, toplulukların istikrarını ve olumsuz etkilere dayanma yeteneklerini incelemektir. Ekosistemleri incelerken, bir beslenme seviyesinden diğerine geçiş sırasında madde döngüsünü ve enerji akışındaki değişiklikleri niceliksel olarak analiz etmek mümkün hale gelir. Popülasyon ve biyosenotik düzeylerdeki bu üretim-enerji yaklaşımı, çeşitli doğal ve insan yapımı ekosistemleri karşılaştırmamıza olanak tanır. Çevre biliminin bir diğer görevi de karasal ve su ekosistemlerindeki çeşitli bağlantı türlerinin incelenmesidir. Biyosferi bir bütün olarak incelemek özellikle önemlidir: dünya genelinde birincil üretim ve yıkımın, küresel besin döngüsünün belirlenmesi; bu sorunlar ancak farklı ülkelerdeki bilim adamlarının ortak çabalarıyla çözülebilir.[...]

Kimyadaki periyodik sistem, astronomide gök cisimlerinin hareket yasaları vb.) Bu modeller, örneğin aynı türün (veya aynı büyüme, üretkenlik, biyojenik elementlerin dolaşım oranlarının aynı olması) varlığında ortaya çıkar. vb.) çeşitli yerlerde. Bu da tekrarın nedenleri hakkında hipotezlerin oluşmasına yol açmaktadır. Daha sonra hipotezler daha fazla gözlem veya deneyle test edilebilir.[...]

Tüm ilişki biçimleri birlikte bir doğal seçilim mekanizması oluşturur ve yaşamın bir örgütlenme biçimi olarak topluluğun istikrarını sağlar. Topluluk, yaşamın asgari örgütlenme biçimidir. Bölgenin belirli bir bölgesinde neredeyse sınırsız bir süre boyunca çalışabilme yeteneğine sahiptir. Bölgenin belirli bir bölgesinde besin döngüsü yalnızca topluluk düzeyinde gerçekleştirilebilir; bu olmadan, bölgenin sınırlı yaşam kaynaklarıyla sınırsız yaşam beklentisi sağlamak imkansızdır [...]

Organizmaların yaşam aktiviteleri sonucunda iki karşıt ve birbirinden ayrılamaz süreç meydana gelir. Bir yandan canlı organik madde basit abiyotik bileşenlerden sentezlenirken, diğer yandan organik bileşikler basit abiyotik maddelere parçalanır. Bu iki süreç, ekosistemlerin biyotik ve abiyotik bileşenleri arasındaki madde alışverişini sağlar ve besinlerin biyojeokimyasal döngüsünün ana çekirdeğini oluşturur.[...]

20. yüzyılın yetmişli yıllarında, kimyager James Lovelock ve mikrobiyolog Lynn Margulis, bitkilerin ve mikroorganizmaların fiziksel çevreyle birlikte belirli jeokimyasalların korunmasını sağladığı, Dünya atmosferinin biyolojik nesneler tarafından karmaşık bir şekilde düzenlenmesine ilişkin bir teori ortaya attılar. Dünyadaki yaşam için uygun koşullar. Bu, atmosferdeki nispeten yüksek oksijen içeriği ve düşük karbondioksit içeriği, belirli nem ve hava sıcaklığıdır. Bu düzenlemede özel bir rol, besinlerin dolaşımını sağlayan karasal ve su ekosistemlerindeki mikroorganizmalara aittir. Dünya atmosferindeki karbondioksitin belirli bir oranda tutulmasında ve sera etkisinin önlenmesinde Dünya Okyanusu'ndaki mikroorganizmaların düzenleyici rolü iyi bilinmektedir.[...]

Canlı maddenin üreme potansiyeli çok büyüktür. Eğer ölüm bir süre durdurulursa ve üreme ve büyüme hiçbir şekilde sınırlandırılmazsa, kozmik ölçekte bir “biyolojik patlama” meydana gelecektir: iki günden daha kısa bir süre içinde mikroorganizmaların biyokütlesi, canlıların kütlesinden birkaç kat daha fazla olacaktır. Dünya. Bu durum madde sınırlaması nedeniyle gerçekleşmez; Ekosferin biyokütlesi yüz milyonlarca yıl boyunca nispeten sabit bir seviyede tutulur. Güneş enerjisi akışının sürekli pompalanmasıyla, canlı doğa, besin döngülerini düzenleyerek besin maddesi sınırlamasının üstesinden gelir. Bu, birçok ekosistemin yüksek üretkenliğini sağlar (bkz. Tablo 2.1).[...]

Doğa üzerindeki antropojenik baskı kirlilikle sınırlı değildir. Doğal kaynakların sömürülmesi ve bunun sonucunda ekolojik sistemlerde meydana gelen bozulmalar da aynı derecede önemlidir. Çevre yönetimi çok pahalıdır; tüketilen kaynakların olağan parasal değerinden çok daha fazladır. Her şeyden önce, doğa ekonomisinde olduğu gibi insan ekonomisinde de ücretsiz kaynak yoktur: uzay, enerji, güneş ışığı, su, oksijen, Dünya'daki rezervleri ne kadar tükenmez görünürse görünsün, kesinlikle ödenir. bunları tüketen herhangi bir sistem tarafından ödenir, tamlık ve geri dönüş hızı, değerlerin dönüşümü, maddi döngülerin kapalılığı - besinler, enerji, gıda, para, sağlık... Çünkü tüm bunlarla ilgili olarak sınırlı kaynaklar yasası geçerlidir.

Biyosferdeki canlı organizmaların faaliyetlerine çevreden büyük miktarlarda minerallerin çıkarılması eşlik eder. Organizmaların ölümünden sonra onları oluşturan kimyasal elementler çevreye geri döner. Doğadaki maddelerin biyojenik (canlı organizmaların katılımıyla) döngüsü, yani maddelerin litosfer, atmosfer, hidrosfer ve canlı organizmalar arasındaki dolaşımı bu şekilde ortaya çıkar. Maddelerin döngüsü, az çok belirgin bir döngüsel yapıya sahip olan, doğadaki maddelerin tekrarlanan bir dönüşüm ve hareket süreci olarak anlaşılmaktadır.

Tüm canlı organizmalar madde döngüsüne katılır, bazı maddeleri dış ortamdan emer ve diğerlerini ona bırakır. Böylece bitkiler dış ortamdan karbondioksit, su ve mineral tuzları tüketerek ona oksijen salarlar. Hayvanlar, bitkilerin saldığı oksijeni solumakta ve bunları yiyerek, su ve karbondioksitten sentezlenen organik maddeleri özümsemekte ve besinlerin sindirilmeyen kısmından karbondioksit, su ve maddeleri açığa çıkarmaktadır. Bakteriler ve mantarlar ölü bitki ve hayvanları çürüttüğünde, ilave miktarda karbondioksit oluşur ve organik maddeler toprağa giren ve tekrar bitkiler tarafından emilen minerallere dönüştürülür. Böylece, temel kimyasal elementlerin atomları sürekli olarak bir organizmadan diğerine, topraktan, atmosferden ve hidrosferden canlı organizmalara ve onlardan çevreye göç ederek biyosferin cansız maddesini yeniler. Bu işlemler sonsuz sayıda tekrarlanır. Yani örneğin atmosferik oksijenin tamamı canlı maddeden 2 bin yılda, karbondioksitin tamamı ise 200-300 yılda geçer.

Biyosferdeki kimyasal elementlerin az çok kapalı yollar boyunca sürekli dolaşımına biyojeokimyasal döngü denir. Böyle bir dolaşıma olan ihtiyaç, bunların gezegendeki sınırlı arzıyla açıklanmaktadır. Yaşamın sonsuzluğunu sağlamak için kimyasal elementlerin bir daire içinde hareket etmesi gerekir. Her bir kimyasal elementin döngüsü, Dünya üzerindeki maddelerin genel büyük döngüsünün bir parçasıdır, yani tüm döngüler birbiriyle yakından bağlantılıdır.

Doğada meydana gelen tüm süreçler gibi maddelerin döngüsü de sürekli bir enerji akışı gerektirir. Yaşamın varlığını sağlayan biyojenik döngünün temeli güneş enerjisidir. Besin zincirinin aşamalarında organik maddelere bağlanan enerji azalır, çünkü çoğu çevreye ısı şeklinde girer veya organizmalarda meydana gelen işlemlere harcanır. Bu nedenle biyosferde bir enerji akışı ve dönüşümü gözlenir. . Dolayısıyla biyosfer ancak sabit bir madde döngüsü ve güneş enerjisi akışı varsa stabil olabilir.

Doğal Kaynaklar

Her hayvan veya bitki, ekosisteminin besin zincirlerinin bir halkasıdır, cansız doğayla madde alışverişinde bulunur ve bu nedenle biyosferdeki madde döngüsüne dahil olur. Çeşitli bileşiklerdeki kimyasal elementler canlı organizmalar, atmosfer ve toprak, hidrosfer ve litosfer arasında dolaşır. Bazı ekosistemlerde başlayan döngü bazılarında sona eriyor. Gezegenin tüm biyokütlesi madde döngüsüne katılır, bu biyosferin bütünlüğünü ve stabilitesini sağlar. Canlı organizmalar birçok bileşiğin hareketini ve dönüşümünü önemli ölçüde etkiler. Biyolojik döngü öncelikle organik maddeleri oluşturan elementleri içerir: C, N, S, P, O, H ve ayrıca bir dizi metal (Fe, Ca, Mg, vb.).

Bileşiklerin dolaşımı esas olarak Güneş'in enerjisi nedeniyle gerçekleştirilir. Enerjisini toplayan ve topraktan mineral bileşikleri tüketen yeşil bitkiler, organik maddeleri sentezler. Organik madde biyosfere besin zincirleri yoluyla yayılır. Redüktörler bitki ve hayvan organik maddelerini mineral bileşiklere dönüştürerek biyolojik döngüyü kapatır.

Okyanusun üst katmanlarında ve kara yüzeyinde organik madde oluşumu, toprakta ve denizin derinliklerinde ise mineralizasyonu hakimdir. Kuşların, balıkların ve böceklerin göçü de biriktirdikleri elementlerin transferine katkıda bulunur. İnsan aktivitesi elementlerin döngüsünü önemli ölçüde etkiler.

Su döngüsü. Gezegenin güneş tarafından ısıtılan suları buharlaşıyor. Hayat veren yağmur olarak düşen nem, filtrelenerek arıtılan nehir suyu veya yeraltı suyu olarak okyanusa geri döner ve büyük miktarda inorganik ve organik bileşik taşır. Canlı organizmalar, metabolik süreçlerin gerekli bir bileşeni olan su döngüsüne aktif olarak katılırlar (suyun biyolojik rolü için bkz. § 1). Karada suyun çoğu bitkiler tarafından buharlaştırılır, böylece yüzey akışı azaltılır ve toprak erozyonu önlenir. Bu nedenle ormansızlaşma meydana geldiğinde yüzey akışı aynı anda birkaç kez artar ve toprak örtüsünün yoğun erozyonuna neden olur. Orman, karın erimesini yavaşlatır ve yavaş yavaş aşağı doğru akan eriyen su, tarlaları iyice nemlendirir. Yeraltı suyu seviyeleri yükseliyor ve bahar taşkınları nadiren yıkıcı oluyor.

Tropikal yağmur ormanları, suyu tutarak ve yavaş yavaş buharlaştırarak (terleme adı verilen bir olgu) sıcak ekvator iklimini yumuşatır. Tropikal ormanların ormansızlaşması, yakın bölgelerde yıkıcı kuraklıklara neden oluyor. Ormanların yağma yoluyla yok edilmesi, Kuzey Afrika'da olduğu gibi, bütün ülkeleri çöllere çevirebilir. Bitki örtüsü tarafından düzenlenen su döngüsü, Dünya'daki yaşamın sürdürülmesinin en önemli koşuludur.

Karbon döngüsü. Fotosentez sırasında bitkiler karbondioksit yoluyla karbonu emer. Ürettikleri organik madde önemli miktarda karbon içeriyor ve bu karbon besin zincirleri aracılığıyla ekosisteme dağıtılıyor. Solunum işlemi sırasında organizmalar karbondioksit açığa çıkarır. Deniz ve karadaki organik kalıntılar ayrıştırıcılar tarafından mineralize edilir. Mineralizasyon ürünlerinden biri olan karbondioksit atmosfere geri dönerek döngüyü kapatır.

Canlılar 6-8 yıl içerisinde atmosferdeki tüm karbonu geçerler. Fotosentez sürecine her yıl 50 milyar tona kadar karbon karışıyor. Bir kısmı toprakta ve okyanusların dibinde, alg ve yumuşakçaların iskeletlerinde ve mercan resiflerinde birikir. Sedimanter kayaçlarda önemli miktarda karbon rezervi bulunur. Fosil bitkiler ve planktonik organizmalar temelinde kömür, organik kireçtaşı ve turba, doğal gaz ve muhtemelen petrol yatakları oluşmuştur (bazı bilim adamları petrolün abiojenik kökenini öne sürmektedir). Doğal yakıtlar yandığında atmosfere karbon katar. Atmosferdeki karbon içeriği her yıl 3 milyar ton artmakta ve biyosferin dengesini bozabilmektedir. Artış hızı devam ederse, karbondioksitin sera etkisi nedeniyle kutup buzlarının yoğun erimesi, dünya çapında geniş kıyı alanlarının sular altında kalmasına yol açacak.

Nitrojen döngüsü. Azotun canlı organizmalar için önemi esas olarak proteinler ve nükleik asitlerdeki içeriğiyle belirlenir. Azot da karbon gibi organik bileşiklerin bir parçasıdır; bu elementlerin döngüleri birbiriyle yakından ilişkilidir. Azotun ana kaynağı atmosferik havadır. Azot, canlı organizmalar tarafından sabitlenerek havadan toprağa ve suya geçer. Mavi-yeşiller her yıl yaklaşık 25 kg/ha nitrojen bağlar. Azot ve nodül bakterilerini etkili bir şekilde sabitler.

Bitkiler topraktan azot bileşiklerini emer ve organik maddeyi sentezler. Organik madde, besin zincirleri yoluyla, diğer bakteriler tarafından nitrit ve nitratlara dönüştürülen amonyak salınımıyla proteinleri parçalayan ayrıştırıcılara kadar yayılır. Bentos ve plankton organizmaları arasında da benzer bir nitrojen dolaşımı meydana gelir. Denitrifikasyon bakterileri, nitrojeni atmosfere geri dönen serbest moleküllere indirger. Az miktarda nitrojen, yıldırım deşarjları ile oksit şeklinde sabitlenir ve yağışla toprağa girer ve ayrıca volkanik aktiviteden gelerek derin deniz çökeltilerindeki kaybı telafi eder. Azot ayrıca atmosferik havadan endüstriyel fiksasyondan sonra gübre şeklinde toprağa girer.

Azot döngüsü karbon döngüsünden daha kapalı bir döngüdür. Sadece küçük bir kısmı nehirler tarafından yıkanıyor veya atmosfere karışarak ekosistemlerin sınırlarını bırakıyor.

Kükürt döngüsü. Kükürt bir dizi amino asit ve proteinin bir parçasıdır. Kükürt bileşikleri döngüye esas olarak kara ve deniz yatağı kayalarının ayrışma ürünlerinden elde edilen sülfitler formunda girer. Bir dizi mikroorganizma (örneğin kemosentetik bakteriler), sülfitleri bitkilerin erişebileceği bir forma - sülfatlara dönüştürebilir. Bitkiler ve hayvanlar ölür, kalıntılarının ayrıştırıcılar tarafından mineralleştirilmesi, kükürt bileşiklerinin toprağa geri dönmesine neden olur. Böylece kükürt bakterileri, proteinlerin sülfatlara ayrışması sırasında oluşan hidrojen sülfürü oksitler. Sülfatlar, az çözünen fosfor bileşiklerinin çözünür olanlara dönüştürülmesine yardımcı olur. Bitkilerin kullanabileceği mineral bileşiklerinin miktarı artar ve beslenme koşulları iyileşir.

Kükürt içeren minerallerin kaynakları çok önemlidir ve bu elementin atmosferde fazla olması, asit yağmurlarına yol açması ve sanayi işletmelerinin yakınında fotosentez süreçlerinin bozulması, bilim adamlarını şimdiden endişelendirmektedir. Doğal yakıtlar yakıldığında atmosferdeki kükürt miktarı önemli ölçüde artar.

Fosfor döngüsü. Bu element bir dizi hayati molekülde bulunur. Döngüsü, fosfor içeren bileşiklerin kayalardan süzülmesi ve toprağa girmesiyle başlar. Fosforun bir kısmı nehirlere ve denizlere taşınırken, bir kısmı bitkiler tarafından emilir. Fosforun biyojenik döngüsü genel şemaya göre gerçekleşir: üreticilertüketicilerredüktörler.

Gübreli tarlalara önemli miktarda fosfor uygulanır. Balıkçılık yoluyla her yıl yaklaşık 60 bin ton fosfor ana karaya geri dönüyor. İnsan protein diyetinin %20 ila %80'i balıktan oluşur; bazı düşük değerli balık türleri, fosfor da dahil olmak üzere faydalı elementler açısından zengin gübrelere dönüştürülür.

Fosfor içeren kayaların yıllık üretimi 1-2 milyon tondur. Fosfor içeren kayaların kaynakları hala büyüktür, ancak gelecekte insanlık muhtemelen fosforu biyojenik döngüye geri döndürme sorununu çözmek zorunda kalacaktır.

Doğal Kaynaklar. Yaşamımızın imkânı ve koşulları doğal kaynaklara bağlıdır. Biyolojik ve özellikle gıda kaynakları yaşamın maddi temelini oluşturur. Maden ve enerji kaynakları üretime dahil edildiğinde istikrarlı bir yaşam standardının temelini oluşturur.

Kaynaklar genellikle tükenmez ve tükenebilir olarak ikiye ayrılır. Güneşin ve rüzgarın, atmosferik havanın ve suyun enerjisi neredeyse tükenmez. Bununla birlikte, ekolojik olmayan modern endüstriyel üretimde, su ve hava yalnızca şartlı olarak tükenmez kaynaklar olarak kabul edilebilir. Kirlilik birçok bölgede temiz su ve hava sıkıntısına neden oldu. Bu kaynakların tükenmez kalabilmesi için doğaya karşı dikkatli bir tutum gereklidir.

Tükenebilir kaynaklar yenilenemeyen ve yenilenebilir olarak ikiye ayrılır. Yenilenemeyen kaynaklar, kaybolan hayvan ve bitki türlerini ve çoğu minerali içerir. Yenilenebilir kaynaklar arasında odun, av hayvanları ve balıklar, bitkiler ve turba gibi bazı mineraller bulunur.

İnsanın doğal kaynakları yoğun bir şekilde tüketerek doğal dengeyi sağlaması gerekmektedir. Madde döngüsündeki kaynakların dengesi biyosferin istikrarını belirler.

1. Canlılar madde döngüsüne nasıl katılır? Organik madde oluşumu nerede baskındır, mineralizasyonu nerede meydana gelir?
2. Su döngüsünü tanımlayın. Ormanların düzenlenmesindeki rolü nedir?
3. Karbon döngüsü nasıl oluşur? Bitkileri döngüden çıkarmak mümkün mü?
4. Azot, kükürt ve fosfor döngülerinin özellikleri nelerdir?
5. Hangi kaynaklar özellikle dikkatli tedaviyi gerektirir?

İnsan ekonomik faaliyeti ve küresel çevre sorunları

Arazi yüzeyinin yaklaşık %10-15'i sürülmüş olup, %25'i tamamen veya kısmen işlenen meralardır. Buna ulaşım ağı, sanayi, binalar ve yapıların kapladığı yüzeyin %3-5'ini ve madencilikten zarar gören dünya topraklarının yaklaşık %1-2'sini de eklersek, kara yüzeyinin neredeyse yarısının kaplandığı ortaya çıkıyor. insan faaliyeti tarafından değiştirilmiştir.

Medeniyetin gelişmesiyle birlikte biyosfer döngülerine olan olumsuz katkısı da artıyor. Her bir ton endüstriyel ürüne karşılık 20-50 ton arası atık oluşmaktadır. Büyük şehirlerde her kişi yılda 1 tondan fazla gıda ve evsel atık üretiyor. Biyosferdeki uyumsuzluk hem flora ve faunayı hem de insan sağlığını etkiler. Toprağa, atmosfere ve su kütlelerine giren birçok kirletici, bitki ve hayvanların dokularında birikir ve besin zincirleri yoluyla insan vücuduna bulaşır. Toksik bileşikler, konjenital ve kalıtsal anormalliklere yol açan mutasyonların sayısını önemli ölçüde artırabilir. Gezegenin farklı bölgelerinden elde edilen verilerin karşılaştırılması, bilim adamlarını kanserlerin en az %80'inin çevredeki kimyasal kirlilikten kaynaklandığı sonucuna götürdü.

Atmosfer kirliliği esas olarak doğal yakıtların ulaşım, kamu hizmetleri ve sanayi tarafından yakılmasından kaynaklanmaktadır. Şehirlerdeki kirleticilerin %60'ından fazlası ulaşımdan, %15'i termik santrallerden ve emisyonların %25'i sanayi ve inşaat işletmelerinden kaynaklanmaktadır. Havayı kirleten başlıca maddeler kükürt oksitleri, nitrojen, metan ve karbon monoksittir. Bitkilerde hava kirliliği ciddi metabolik bozukluklara ve çeşitli hastalıklara yol açmaktadır. Kükürt dioksit klorofili yok ederek polen tanelerinin gelişimini engeller, yapraklar ve iğneler kuruyup dökülür. Diğer kirleticilerin etkileri de daha az zararlı değildir.

Her yıl atmosfere yaklaşık 100 milyon ton kükürt oksit, 70 milyon tondan fazla nitrojen oksit ve 180 milyon ton karbon monoksit salınıyor.

Asit çözeltisi. Yüksek kirletici konsantrasyonları asit yağmuru ve sis oluşumuna yol açar. Asit yağışları (yağmur, kar, sis) kükürt ve nitrojen dioksitlerin (SO2, NO2) suda çözünmesiyle oluşur. Asidik yağış, bitki yapraklarındaki proteinleri, amino asitleri, şekeri ve potasyumu yıkar ve üst koruyucu katmana zarar verir. Asit çözeltileri toprağa asidik bir ortam vererek humusun yıkanmasına neden olur ve kalsiyum, potasyum ve magnezyum gibi hayati tuzların miktarını azaltır. Asidik topraklar mikroorganizmalar açısından fakirdir, çöplerin yok edilme hızı yavaşlar ve ayrıştırıcıların sayısındaki azalma ekosistemlerin dengesini bozar.

Asit yağmurları devasa ekosistemleri yok eder, bitki ve ormanların ölümüne neden olur, gölleri ve nehirleri cansız su kütlelerine dönüştürür. ABD'de son 100 yılda asit yağmurları 40 kat daha asitli hale geldi, 200'e yakın göl balıksız kaldı, İsveç'te göllerin %20'si felaket durumda. İsveç'teki asit yağmurlarının %70'inden fazlası diğer ülkelerden kaynaklanan emisyonlardan kaynaklanmaktadır. Avrupa'daki asit yağmurlarının yaklaşık %20'si Kuzey Amerika'daki sülfür oksit emisyonlarının bir sonucudur.

Duman.

Atmosferin alt katmanlarında, güneş ışığının etkisi altında kirleticiler, sis olarak görülen canlı organizmalar için son derece zararlı bileşikler oluşturur. Büyük şehirlerde duman nedeniyle güneş ışığı miktarı %10-15, ultraviyole ışınlar ise %30 oranında azalır.

Ozon delikleri. Atmosferde 20-25 km yükseklikte, güneş spektrumunun canlı organizmalar için yıkıcı olan sert kısmını emen çok sayıda ozon molekülü (O3) bulunur. 1982'de bilim adamları Antarktika üzerindeki ozon tabakasında ve 1987'de Kuzey Kutbu üzerinde bir delik keşfettiler. Bilim insanları, yerkürenin yerleşim bölgelerinin üzerinde de deliklerin ortaya çıkabileceğinden korkuyor. Bu durum cilt kanserinde artışa, katarakta ve orman ve deniz ekosistemlerinin bozulmasına neden olabilir.

Ozon delikleri hangi nedenlerle oluşur? Bilim adamları, asıl olanın, aerosol üretiminde ve soğutma endüstrisinde kullanılan freonların (kloroflorokarbonlar СFCl3, СF2Сl2) birikmesi olduğunu öne sürüyorlar. Bu gazlar onlarca yıldır atmosferde varlığını sürdürüyor. Stratosfere ulaştıklarında güneş ışınımıyla ayrışarak ozonun oksijene dönüşümünü katalize eden klor atomlarını oluştururlar.. Bazı atmosferik gazlar görünür ışığı iyi iletir ve gezegenin termal radyasyonunu emerek genel ısınmaya neden olur. Sera etkisi karbondioksitin varlığı nedeniyle %50, metandan %18 ve freonlardan %14'tür. Atmosferdeki CO2 miktarındaki artış, esas olarak yakıtın yanması ve ormanların çiftçilik için temizlenmesinin yanı sıra geniş ekilebilir alanlarda humusun yoğun mineralizasyonundan kaynaklanmaktadır.

Metan atmosfere bataklık bölgelerden, pirinç tarlalarının su dolu topraklarından, çok sayıda hayvan çiftliğinden ve kömür yataklarının açılması sırasında giriyor. Metan, geviş getiren hayvanların ana metabolik ürünlerinden biridir ve dışkılarına karakteristik keskin bir koku verir. 20. yüzyılda atmosferdeki CO2 miktarı %25, metan miktarı ise %100 arttı, bu da ortalama sıcaklığı 0,5°C artırdı. Bu eğilimle birlikte önümüzdeki 50 yılda sıcaklıklar 3-5°C artabilir. Hesaplamalar, kutup buzlarının erimesinin deniz seviyelerinin 0,5-1,5 m kadar yükselmesine neden olacağını gösteriyor. Mısır'da Nil Deltası'nın verimli topraklarının %20-30'u sular altında kalacak, Çin'in kıyı köyleri ve büyük şehirleri, Hindistan ve ABD tehdit altında olacak. Toplam yağış miktarı artacak, ancak kıtaların orta kısımlarında iklim daha kuru hale gelebilir ve başta tahıllar ve pirinç olmak üzere mahsuller için zararlı olabilir (Asya nüfusunun %60'ı için pirinç ana üründür).

Bu nedenle atmosferin gaz bileşimindeki küçük değişiklikler bile doğal ekosistemler için tehlikelidir.

Hidrosferdeki rahatsızlıklar. Tarımsal uygulamalardaki büyük çaplı hatalar birçok doğal ekosistemin yok olmasına yol açmıştır. Pamuk tarlalarının sulanması için Amu Darya ve Syr Darya'dan gelen akışın saptırılması, Aral Gölü seviyesinde feci bir düşüşe neden oldu. Kurutma yatağındaki toz fırtınaları geniş alanlarda toprağın tuzlanmasına neden oldu. Aral Gölü bölgesinin doğal ekosistemlerinin bozulması, su kıtlığı ve çölleşmenin bir sonucudur.

Endüstriyel üretim ihtiyaçları için sulama için yıkıcı su çekimi (1 ton nikelin eritilmesi için 4000 m3 su gerekir, 1 ton kağıt üretimi - 100 m3, 1 ton sentetik elyaf üretimi - 5000 m3'e kadar), Su koruma ormanlarının yok edilmesi ve bataklıkların kurutulması nehirlerin kitlesel olarak yok olmasına yol açmıştır. 1785'te Kaluga bölgesinde 1 milyondan fazla nehir varsa, 1990'da yalnızca 200 tanesi kalmıştı!

Nehir ekosistemleri çok hassas ve savunmasızdır. Tarlalardan, hayvan atıklarından ve kanalizasyon sularından yıkanan büyük miktarda gübre, su kütlelerindeki azot ve fosfor bileşiklerinin konsantrasyonunda artışa neden olur. Su ekosistemlerinde mavi-yeşil alglerin hızlı gelişimi başlar ve zooplankton için gerekli olan diatomların yerini alır. Balıklar açlıktan ölüyor. Mavi-yeşiller dipte birikerek çürür (bakteriler tarafından ayrıştırılır), suyu zehirler ve oksijen kaynaklarını tüketir. Pitoresk göletler çamur ve köpükle kaplı kötü kokulu kanalizasyonlara dönüşüyor. Su zehirlenmemişse, her metrekarede 15'e kadar yumuşakça bulunur ve bunların her biri günde 50 litreye kadar suyu dikkatlice filtreler. Bu canlılar yabancı kimyasallar su kütlelerine girdiğinde ölürler. Su kirliliğine en dayanıklı olanlar sülükler, ascidians ve yusufçuk larvalarıdır.

Biyosferin bileşenleri madde döngüsü ve besin zincirleri ile birbirine bağlıdır; bir ekosistemin bozulması diğerlerinin ekolojik dengesinde bir değişikliğe neden olur. Kuzey yarımkürede böcekler DDT ile zehirlenmeye başlayınca, kısa sürede bu zehirin önemli miktarları, onu balıklardan alan Antarktika penguenlerinin vücutlarında da bulundu. Pek çok pestisit çok stabildir ve organizmaların dokularında uzun süre birikebilir ve sonraki her besin düzeyinde birçok kez çoğalabilir.

Mantıksız insan ekonomik faaliyetleri nedeniyle, doğal rezervuarlar ağır metal tuzları (cıva, kurşun, bakır ve çinko) ile zehirlendi. Bu bileşikler çamurda, balık dokularında birikerek besin zincirleri yoluyla insan vücuduna girerek ciddi zehirlenmelere neden olur. Amerika Birleşik Devletleri'nin sanayi bölgelerinde yaşayanların organizmalarının dokularındaki kurşun içeriği son 100 yılda 50-1000 kat arttı. Pamir-Altay buzullarında bile cıva içeriği beş kat arttı. Pek çok kimyasalın çok küçük miktarları balıkların, ıstakozların ve diğer su türlerinin davranışlarını bozar. Minimum bakır, cıva, kadmiyum ve fenol konsantrasyonlarının kaydı bu özelliklere dayanmaktadır. 1:108 (100 milyonda 1 kısım) içeriğindeki en yaygın pestisitlerden biri olan toksafen, bazı balıkların (örneğin gambusia) ölümüne, yayın balığı ve alabalıkların karaciğerinde ve solungaçlarında geri dönüşü olmayan değişikliklere neden olur.

Üretim ve taşıma sırasında yağ sızıntısı, nehirlerin ve denizlerin yüzeyinde bir yağ filminin oluşmasına neden olur (tüm petrolün %40'ından fazlası rafta üretilir). Uydu gözlemlerine göre dünya okyanuslarının yüzeyinin yaklaşık %10-15'i kirli. Yüzeydeki yağ yavaş yavaş buharlaşır ve bakteriler tarafından ayrıştırılır, ancak bu yavaş yavaş gerçekleşir. Birçok su kuşu ölür, plankton yok edilir ve ondan sonra ana tüketicileri derin deniz sakinleridir. " Bentik çöl" Baltık Denizi'nde taban yüzeyinin %20'sinden fazlasını kaplar. Petrol, suların oksijenle zenginleşmesini engeller. Bunun sonucunda hidrosferin atmosferle olan gaz dengesi bozulur ve ekolojik denge bozulur.

Yoğun balıkçılık ve kabuklu deniz ürünleri hasadı birçok raf ekosistemini tüketti.

Toprak tahribatı. Ülkemizde ve Amerika Birleşik Devletleri'nde bozkırların yoğun şekilde sürülmesi, milyonlarca hektar verimli araziyi alıp götüren toz fırtınalarına neden oldu. Doğanın bir santimetrelik toprak katmanını yeniden yaratması 100-300 yıl sürüyor! Günümüzde ekili alanların yaklaşık 1/3'ü çeşitli erozyon türleri nedeniyle verimli katmanının %50'sini kaybetmiştir. Her yıl yaklaşık 3 milyon hektar alan erozyon nedeniyle, 2 milyon hektar çölleşme nedeniyle, 2 milyon hektar alan ise kimyasal zehirlenmeler nedeniyle kaybolmaktadır.

Birçok tarım alanının toprağı tuzlandı. Aral Denizi bölgesinde bu, tozlu tuz fırtınalarının bir sonucu olarak, diğer bölgelerde ise sulama suyu akışının yanlış düzenlenmesi nedeniyle meydana geldi. Aşırı su, tuz bakımından zengin yeraltı suyunun yüzeye çıkmasına neden olur. Yoğun buharlaşma üst toprak katmanlarının tuzlanmasına neden olur ve birkaç yıl sonra bu tür topraklarda ürün yetiştirmek imkansız hale gelir. Toprağın tuzlanması 4000 yıl önce Mezopotamya'da tarımın azalmasına neden olmuştu. Sulama suları bölgede başlangıçta iyi hasat sağlıyordu ancak yoğun buharlaşma nedeniyle toprağın kimyasal olarak bozulmasına neden oluyordu.

Ekili alanların fiziksel olarak bozulması da büyük bir sorundur; ağır tarım makineleri tarafından güçlü bir şekilde sıkıştırılması.

Doğal tür çeşitliliğinin kaybı. Hayvanların ve bitkilerin önemli bir kısmı orman biyosinozlarında yaşar. 1.500 yıl önce ormanlar gezegenin 7 milyar hektarını kapsıyordu, bugün ise 4 milyar hektardan fazla işgal etmiyorlar. Gezegendeki tüm bitki türlerinin yaklaşık %80'ini barındıran tropik ormanların ormansızlaşması özellikle barbarcadır. Tropikal ormanlar çoğunlukla kereste satışının ana gelir kaynaklarından biri olduğu az gelişmiş ülkelerde bulunmaktadır. Tropik bölgelerdeki ormanlar arazi alanının %7'sine düştü ve eğer yıkım hızı devam ederse 2030 yılına kadar sadece dörtte biri kalacak.

Orta Rusya'da iğne yapraklı ormanlar neredeyse yok edildi ve Sibirya ile Uzak Doğu'nun en değerli ve erişilebilir orman alanları yoğun bir şekilde kesiliyor. Ormanların yok edilmesiyle iklim bozuluyor, topraklar bozuluyor, nehirler ölüyor, hayvanlar ve bitkiler yok oluyor.

Amazon havzasındaki eşsiz orman her yıl %2 oranında kesiliyor. Haiti'de, 20 yıl önce ormanlar bölgenin %80'ini işgal ederken, bugün yalnızca %9'unu işgal ediyor. Yırtıcı ormanların yok edilmesi nedeniyle her yıl binlerce bitki türü geri dönülemez biçimde yok oluyor; çiçekli bitki türlerinin 20 bini, memeli türlerinin 300'ü ve kuş türlerinin 350'si yok olmanın eşiğinde. Her bitki türünün yok olmasıyla birlikte, onunla ekolojik olarak ilişkili olan 5 ila 35 hayvan türü (çoğunlukla omurgasızlar) da yok oluyor.

Avrupa'da her yıl yaklaşık 300 milyon göçmen ve kışlayan kuş, 55 milyon bataklık, tarla ve orman av hayvanı yok edilirken, ABD'de - 2,5 milyon kumru, Yunanistan'da - 3 milyon sığırcık, adada yok ediliyor. Mayorka - 3,5 milyon karatavuk.

Tarımın gelişmesiyle birlikte Avrasya'daki bozkırlar neredeyse tamamen ortadan kalktı. Tundra ekosistemleri barbarca yok ediliyor. Okyanusun birçok bölgesinde mercan resifleri tehlike altında.

Tür çeşitliliği sadece güzellik değil aynı zamanda biyosferin istikrarı için de gerekli bir faktördür. Ekosistemler, yeterince fazla sayıda farklı tür tarafından iskan edildiği takdirde, dış biyotik, iklimsel ve toksik etkilere dayanabilir. Bir çalışmada bilim insanları toksik madde fenolünü ekosistemlere tanıttı. Yalnızca bakteriler fenolü nötralize eder, ancak nötrleştirmenin daha fazla organizma çeşitliliğine sahip bir ekosistemde daha etkili olduğu ortaya çıktı. Türlerin yok olması biyosfer için onarılamaz bir kayıptır ve insanlığın hayatta kalması için gerçek bir tehlikedir.

Bitki örtüsü çeşitliliği sağlığı koruma olanaklarını genişletir. Günümüzde çok sayıda ilaç yabani bitkilerden yapılmaktadır. Henüz bitkilerin tüm faydalı özelliklerini bilmiyoruz; hangisine ihtiyacımız olacağını tahmin edemiyoruz. 1960 yılında lösemili çocukların yalnızca %20'si hayatta kalabildi; bugün ise %80'i, çünkü Bilim adamları, Madagaskar'ın tropikal orman bitkilerinden birinde bu hastalıkla mücadele edecek aktif maddeler bulmayı başardılar. Tür çeşitliliğini kaybederek geleceğimizi kaybediyoruz.

Şu anda, nadir ve nesli tükenmekte olan flora ve fauna türlerinin korunmasına yönelik uluslararası bir program bulunmaktadır.

Atmosferin radyoaktif kirlenmesi. Atmosferdeki akımlardaki radyoaktif parçacıklar hızla uzun mesafelere yayılarak toprak ve su kütlelerini, bitkileri ve hayvanları kirletiyor. Pasifik adalarındaki her nükleer patlamadan dört ay sonra Avrupalı ​​kadınların sütünde radyoaktif stronsiyum tespit edildi.

Radyoaktif izotoplar özellikle tehlikelidir çünkü organizmalardaki diğer elementlerin yerini alabilirler. Stronsiyum-90 özellikleri bakımından kalsiyuma benzer ve kemiklerde birikir; sezyum-137 ise potasyuma benzer ve kaslarda yoğunlaşır. Özellikle kontamine bitki ve hayvanları tüketen tüketicilerin vücutlarında çok sayıda radyoaktif element birikmektedir. Böylece ren geyiği eti yiyen Alaska Eskimolarının vücutlarında son derece büyük miktarda sezyum-137 bulundu. Geyikler, uzun yaşamları boyunca önemli miktarda radyoaktif izotop biriktiren likenlerle beslenir. Likenlerdeki içerikleri topraktakinden binlerce kat daha fazladır. Geyik dokularında bu miktar üç kat artar ve Eskimoların vücutlarında geyiklere göre iki kat daha fazla radyoaktif sezyum bulunur. Bazı Kuzey Kutbu bölgelerindeki nüfusun kötü huylu tümörlerden ölüm oranı, ortalamanın belirgin şekilde üzerindedir.

Radyasyon özellikle nükleer santrallerdeki kazalardan sonra uzun süre devam eder. Çernobil felaketi sırasında radyoaktif parçacıklar 6 km yüksekliğe kadar yükseldi. İlk gün atmosferik akıntılarla Ukrayna ve Beyaz Rusya'ya yayıldılar. Daha sonra parçalanan bulutun bir kısmı ikinci ila dördüncü günde Polonya ve İsveç üzerinde belirdi, hafta sonunda Avrupa'yı geçerek 10'uncu günde Türkiye, Lübnan ve Suriye'ye ulaştı. Bulutun bir kısmı da bir hafta içinde Sibirya'yı geçerek 12. günde Japonya üzerinde belirdi ve kazadan sonraki 18. günde radyoaktif bulut Kuzey Amerika'yı ziyaret etti.

Biyosfer süreçlerinin incelenmesi, yaratılan dünyanın her parçasının öneminin anlaşılmasına ve modern insanın acı verici ruh halinin anlaşılmasına yardımcı olur. Batı'da ve şimdi Rusya'da, en yüksek iyilik olarak rahat bir Amerikan yaşam tarzı arzusu hakimdir. Bir ekolojistin gözünden Amerika nedir? Bu, gezegenin nüfusunun %5,5'i, doğal kaynak tüketiminin %40'ı ve zararlı emisyonların %70'i demektir! Bu, diğer insanların ve gezegenin geleceği pahasına lüks bir yaşamın bedelidir.

Daha da büyük maddi zenginlik arzularına ciddi bir gözle bakmanın ve endüstriyel-tüketici toplumunun stratejisinin bizi felakete sürüklediğini anlamanın zamanı geldi. Eğer önümüzdeki yıllarda doğru manevi ilkelere yönelmezsek, torunlarımız hayatta kalma sorunuyla karşı karşıya kalacak. Birbirimize ve doğduğumuz gezegene, yani Yaratıcının bize emanet ettiği paha biçilmez zenginliğe sahip çıkmayı hatırlamalıyız.

1. Hava kirliliğinin dört ana etkisini tanımlayın. Kirleticiler nasıl dağıtılır?
2. Sulu tarım neden tehlikelidir?
3. Fazla gübrenin olumsuz sonuçları nelerdir?
4. Bilim insanları ekosistemlerdeki tür çeşitliliğinin azalmasının insanlar için neden tehlikeli olduğunu düşünüyor?
5. Çevre kirliliği medeniyetimizin maneviyat eksikliğinin bir sonucu mudur? Gezegeni iyileştirmeye nereden başlamanız gerekiyor?

Küresel dolaşım ah evet

Küresel olarak su ve CO2 döngüleri muhtemelen insanlık için en önemli biyojeokimyasal döngülerdir. Her ikisi de atmosferdeki küçük ama son derece hareketli fonlarla karakterize edilir; insan faaliyetlerinden kaynaklanan ve hava ve iklimi etkileyebilecek rahatsızlıklara karşı oldukça hassastır.

Her ne kadar fotosentezi oluşturan kimyasal reaksiyonlarda su yer alsa da, ekosistemdeki suyun büyük bir kısmı buharlaşma, terleme (bitkilerden buharlaşma) ve yağıştan kaynaklanmaktadır.

Su döngüsü veya hidrolojik döngü, diğer herhangi bir döngü gibi enerji tarafından yönlendirilir. Işık enerjisinin sıvı su tarafından emilmesi, enerji kaynağının su döngüsüne bağlandığı ana noktayı temsil eder. Dünya'ya ulaşan tüm güneş enerjisinin yaklaşık üçte birinin su döngüsünü sürdürmek için harcandığı tahmin edilmektedir.

Dünyadaki suyun %90'ından fazlası yer kabuğunu oluşturan kayalarda ve yer yüzeyindeki çökeltilerde (buz ve kar) bulunur. Bu su, ekosistemde meydana gelen hidrolojik döngüye çok nadiren girer: yalnızca su buharının volkanik emisyonları sırasında. Böylece yer kabuğunda bulunan büyük su rezervleri, suyun Dünya yüzeyine yakın hareketine çok önemsiz bir katkı sağlayarak bu döngünün rezerv fonunun temelini oluşturur.

Atmosferdeki su miktarı azdır (yaklaşık %3). Herhangi bir anda havada buhar halinde bulunan su, Dünya yüzeyine eşit olarak dağılmış, ortalama 2,5 cm kalınlığında bir katmana karşılık gelir. Yılda düşen yağış miktarı ortalama 65 cm'dir, bu da herhangi bir anda atmosferde bulunan nem miktarının 25 katıdır. Sonuç olarak, atmosfer fonu adı verilen atmosferde sürekli olarak bulunan su buharı, yılda 25 kez döngü yapar. Buna göre suyun atmosfere geçiş süresi ortalama iki haftadır.

Topraktaki, nehirlerdeki, göllerdeki ve okyanuslardaki su içeriği atmosferdekinden yüzbinlerce kat daha fazladır. Ancak buharlaşma yağışla dengelendiğinden bu fonların her ikisinden de aynı oranda akar. Sıvı fazdaki suyun dünya yüzeyinde ortalama 3650 yıl olan taşınma süresi, atmosferdeki taşınma süresinden 105 kat daha uzundur.

Su döngüsünün aşağıdaki yönlerine özellikle dikkat edilmelidir:

1. Deniz, yağış yoluyla aldığından daha fazlasını buharlaşma nedeniyle kaybeder; karada ise durum tam tersidir. O. Çoğu tarımsal ekosistem de dahil olmak üzere karasal ekosistemleri destekleyen çökeltilerin çoğu, denizden buharlaşan sudan oluşur.
2. Karadan gelen toplam buharlaşmada (buharlaşma) bitki terlemesinin ana olmasa da önemli bir rolü vardır. Bitki örtüsünün su hareketi üzerindeki etkisi en iyi bitki örtüsü kaldırıldığında ortaya çıkar. Bu nedenle, küçük nehir havzalarındaki tüm ağaçların deneysel olarak kesilmesi, temizlenen alanları kurutan nehirlere su akışını %200'den fazla artırır. Normal şartlarda bu fazlalık su buharı şeklinde doğrudan atmosfere salınır.
3. Yüzey akışının yeraltı suyu rezervuarlarını doldurmasına ve kendisi de onlar tarafından doldurulmasına rağmen, bu miktarlar ters bir ilişkiye sahiptir. İnsan faaliyetleri (dünya yüzeyinin su geçirmez malzemelerle kaplanması, nehirlerde rezervuarlar oluşturulması, sulama sistemleri inşa edilmesi, ekilebilir alanların sıkıştırılması, ormanların temizlenmesi vb.) sonucunda yüzey akışı artar ve bu kadar önemli bir yeraltı suyu fonunun yenilenmesi azalır. . Pek çok kuru alanda, yeraltı suyu rezervuarları artık doğanın yeniden doldurmasından daha hızlı bir şekilde insanlar tarafından dışarı pompalanıyor.

Karbon, nitrojen ve oksijenin biyojeokimyasal döngüleri en eksiksiz olanlardır. Büyük atmosferik rezervler sayesinde hızlı bir şekilde kendi kendini düzenleme yeteneğine sahiptirler.

Küresel karbon döngüsü

Karbon döngüsünde ya da daha doğrusu en hareketli formu olan CO2'de bir trofik zincir açıkça görülmektedir: fotosentez sırasında atmosferden karbon yakalayan üreticiler, karbonu üreticilerin ve alt düzey tüketicilerin vücutlarıyla birlikte emen tüketiciler, geri dönen ayrıştırıcılar karbon döngüye geri döner. Biyolojik karbon döngüsüne yalnızca organik bileşikler ve karbondioksit katılır. Fotosentez sırasında asimile edilen karbonun tamamı karbonhidratlara dahil edilir ve solunum sırasında organik bileşiklerde bulunan karbon, karbondioksite dönüştürülür.

Geniş inorganik karbon havuzları (atmosferik karbon dioksit, çözünmüş karbondioksit (esas olarak HCO3- formunda), karbonik asit ve karbonat birikintileri) karbon döngüsüne değişen derecelerde katılır. Magmatik kayaçlarda, kalsiyum karbonat yataklarında, kömür ve petrolde ve diğer aktif karbon stoklarında bulunan karbon arasındaki değişim o kadar yavaş gerçekleşir ki, bu karbonun ekosistemlerin kısa vadeli işleyişi üzerindeki etkisi ihmal edilebilir düzeydedir.

Döngüdeki atmosferik CO2 havuzu, okyanuslardaki, fosil yakıtlardaki ve yer kabuğunun diğer rezervuarlarındaki karbon rezervleriyle karşılaştırıldığında çok küçüktür. Sanayi çağının başlangıcından önce atmosfer, kıtalar ve okyanuslar arasındaki karbon akışının dengelendiğine inanılıyor.

Bu denge, yeşil bitkilerin düzenleyici aktivitesine ve deniz karbonat sisteminin emme kapasitesine dayanmaktadır. 2 milyar yıldan fazla bir süre önce Dünya'da yaşam ortaya çıktığında atmosfer volkanik gazlardan oluşuyordu. Çok fazla CO2 ve çok az oksijen vardı (ya da belki hiç yoktu) ve ilk organizmalar anaerobikti. Üretimin ortalama olarak solunumu biraz aşması sonucunda jeolojik zaman içerisinde atmosferde oksijen birikmiş ve CO2 içeriği azalmıştır. Jeolojik ve tamamen kimyasal süreçler aynı zamanda oksijenin birikmesine de katkıda bulundu; örneğin demir oksitlerden salınması veya indirgenmiş nitrojen bileşiklerinin oluşumu ve suyun ultraviyole radyasyonla parçalanması ve oksijenin salınması. Düşük CO2 içeriğinin yanı sıra yüksek O2 konsantrasyonları da fotosentez için sınırlayıcı faktörler olarak hizmet eder: çoğu bitki, deneyde CO2 içeriği artarsa ​​veya O2 içeriği azalırsa fotosentez yoğunluğunun artmasıyla karakterize edilir. Böylece yeşil bitkilerin bu gazların içeriği konusunda çok hassas bir düzenleyici olduğu ortaya çıkıyor.

Dünyanın fotosentetik "yeşil kuşağı" ve denizin karbonat sistemi, atmosferdeki CO2 düzeyini sabit tutar. Ancak geçtiğimiz yüzyılda hızla artan fosil yakıt tüketimi, "yeşil kuşak"ın emme kapasitesindeki azalmayla birlikte doğal kontrolün kapasitesini aşmaya başlıyor, böylece atmosferdeki CO2 içeriği artık giderek artıyor. . Aslında, küçük döviz fonlarının giriş ve çıkışındaki madde akışları en büyük değişikliklere tabidir. Sanayi Devrimi'nin başlangıcında (1800 civarında), Dünya atmosferinin yaklaşık milyonda 290 parça (%0,029) CO2 içerdiğine inanılmaktadır. Doğru ölçümlerin ilk yapıldığı 1958 yılında içerik 315 iken, 1960 yılında milyonda 335 parçaya yükseldi. Konsantrasyonlar sanayi öncesi seviyenin iki katına çıkarsa, ki bu önümüzdeki yüzyılın ortasında gerçekleşebilir, Dünya'nın iklimi muhtemelen ısınacaktır: sıcaklıklar ortalama 1,5 ila 4,5°C artacaktır ve bu, deniz seviyesindeki artışla birlikte (bir kutup başlarının erimesi sonucu) ve yağış dağılımındaki değişiklikler tarımı mahvedebilir.

Gelecek yüzyılda artan CO2 seviyeleri (bu da Dünya'nın ısınmasına katkıda bulunur) ile toz ve radyasyonu yansıtan ve dolayısıyla gezegeni soğutan diğer parçacıklardan kaynaklanan artan atmosferik kirlilik arasında yeni ama istikrarsız bir denge kurulabileceğine inanılıyor. Dünyanın ısı bütçesinde ortaya çıkan herhangi bir önemli değişiklik iklimi etkileyecektir.

Sera gazı CO2'nin ana kaynağı fosil yakıtların yakılmasıdır, ancak tarımsal kalkınma ve ormansızlaşma da buna katkıda bulunmaktadır. Tarımın sonuçta topraktan CO2 kaybetmesi şaşırtıcı olabilir (yani atmosfere çıkardığından daha fazla katkıda bulunur), ancak gerçek şu ki çoğu yılın yalnızca bir bölümünde aktif olan mahsuller tarafından CO2 sabitlenmesi, özellikle sık sürüm nedeniyle topraktan salınan CO2 miktarını telafi etmez. Ormanlar önemli karbon yutaklarıdır, çünkü orman biyokütlesi atmosferdekinden 1,5 kat daha fazla karbon içerir ve orman humusu da 4 kat daha fazla karbon içerir. Ormanların yok edilmesi, özellikle ahşabın hemen yakılması durumunda, ahşabın içinde depolanan karbonun serbest kalmasına neden olabilir. Ormanların tahrip edilmesi, özellikle bu toprakların daha sonra tarım veya şehir inşaatı için kullanılması humusun oksidasyonuna yol açmaktadır.

CO2'ye ek olarak, atmosferde küçük miktarlarda iki karbon bileşiği daha bulunur: karbon monoksit (CO) - yaklaşık milyonda 0,1 parça ve metan (CH4) - yaklaşık milyonda 1,6 parça. CO2 gibi bu bileşikler de hızlı bir şekilde döngüye girerler ve dolayısıyla atmosferde kısa bir kalış süresine sahiptirler; CO için yaklaşık 0,1 yıl; CH4 için 3,6 yıl ve CO2 için 4 yıl.

Hem CO hem de CH4, organik maddenin eksik veya anaerobik ayrışması sırasında oluşur; atmosferde her ikisi de CO2'ye oksitlenir. Doğal ayrışma sonucu atmosfere giren aynı miktarda CO, artık fosil yakıtların özellikle egzoz gazlarıyla eksik yanması sırasında da içine giriyor. İnsanlar için ölümcül bir zehir olan karbon monoksitin birikmesi dünya çapında bir tehdit oluşturmuyor, ancak havanın durgunlaştığı şehirlerde atmosferdeki gaz seviyelerinin artması endişe verici hale gelmeye başlıyor ve milyonda 100 parça seviyelerine ulaşıyor.

Metan üretimi dünyadaki sulak alanların ve sığ denizlerin en önemli işlevlerinden biridir. Metanın yararlı bir işlevi olduğuna inanılıyor: Güneşin ölümcül ultraviyole ışınımını engelleyen üst atmosferdeki ozon tabakasının stabilitesini koruyor. Karbonun biyotik döngüsü, daha büyük döngünün ayrılmaz bir parçasıdır; organizmaların yaşam aktivitesiyle ilişkilidir. CO2'nin devir hızı yaklaşık 300 yıldır (atmosferde tamamen yenilenmesi).

Oksijen döngüsü

Atmosferde nitrojenden sonra en çok bulunan ikinci element hacimce %20,95'lik oranla oksijendir. Çok daha büyük bir kısmı su moleküllerinde, tuzlarda, oksitlerde ve yer kabuğunun diğer katı kayalarında bağlı halde bulunur, ancak ekosistemin bu devasa oksijen havuzuna doğrudan erişimi yoktur. Atmosfer ile yüzey suları arasındaki oksijen alışverişini ihmal edersek, oksijenin atmosferde taşınma süresi yaklaşık 2500 yıl kadardır. Dünyanın birincil atmosferinde O2 içeriği çok düşüktü ancak fotosentetik organizmaların ortaya çıkmasıyla birlikte atmosferin önemli bir bileşeni haline geldi. Birçok süreç boyunca Milyonlarca yıl sonra atmosferdeki O2 konsantrasyonu giderek arttı ve şu ana kadar hacimce %21'e ulaştı. O2'nin neredeyse tamamı siyanobakterilerin ve ardından yeşil bitkilerin fotosentezi sonucu oluşmuştur. Oksijenin atmosferden uzaklaştırılması, aerobik solunum yoluyla canlı organizmalar tarafından emilmesi, fosil yakıtların yanması ve oksitlerin (oksitlerin) oluşması sonucu meydana gelir. Fosil yakıtların solunumu ve yanması, karbondioksit (karbon dioksit, CO2) üretir ve bu da yine fotosentezde kullanılır; bu işlem, oksijenin atmosfere salınmasını sağlayarak döngüyü tamamlar. Doğadaki oksijen döngüsü temelde doğadaki karbon döngüsüne benzer.

Biyojeokimyasal nitrojen döngüsü.

Elbette nitrojen döngüsü en karmaşık ve aynı zamanda en savunmasız döngülerden biridir (Şekil). İlgili çok sayıda organizmaya rağmen, çeşitli ekosistemlerde nitrojenin hızlı dolaşımını sağlar. Kural olarak, niceliksel olarak nitrojen, protein bileşiklerinin oluşumuna katıldığı karbonu takip eder. Proteinlerin ve diğer azot içeren bileşiklerin bir parçası olan azot, bir dizi kemotrofik bakterinin aktivitesi sonucu organikten inorganik forma dönüştürülür. Her bakteri türü, amonyumu nitritlere ve daha sonra nitratlara oksitleyerek işin üzerine düşeni yapar. Bununla birlikte, bitkilerin kullanabileceği nitratlar, nitratları moleküler nitrojene indirgeyen denitrifikasyon bakterilerinin faaliyeti sonucunda bitkilerden "kaçar".

Azot döngüsü, atmosferdeki geniş bir rezerv fonu ile karakterize edilir. Hacimce havanın neredeyse %80'i moleküler nitrojenden (N2) oluşur ve bu elementin en büyük rezervuarını temsil eder. Aynı zamanda topraktaki yetersiz nitrojen içeriği çoğu zaman tek tek bitki türlerinin ve bir bütün olarak ekosistemin verimliliğini sınırlar. Tüm canlı organizmalar, proteinler ve nükleik asitler oluşturmak için onu çeşitli formlarda kullanan nitrojene ihtiyaç duyar. Ancak atmosferdeki nitrojen gazını yalnızca birkaç mikroorganizma kullanabilir. Neyse ki nitrojeni sabitleyen mikroorganizmalar moleküler nitrojeni bitkilerin kullanabileceği amonyum iyonlarına dönüştürür. Ek olarak, atmosferde inorganik yollarla sürekli olarak nitratlar oluşur, ancak bu olay, nitrifikasyon organizmalarının aktivitesiyle karşılaştırıldığında yalnızca destekleyici bir rol oynar.

Fosfor ve kükürtün biyojeokimyasal döngüleri

En önemli biyojenik elementler olan fosfor ve kükürtün biyojeokimyasal döngüleri çok daha az mükemmeldir, çünkü bunların büyük bir kısmı yer kabuğunun rezerv fonunda, "erişilemez" fonda bulunur.

Kükürt ve fosfor döngüsü tipik bir tortul biyojeokimyasal döngüdür. Bu tür döngüler çeşitli etkilerle kolayca bozulur ve değiştirilen malzemenin bir kısmı döngüden ayrılır. Ancak jeolojik süreçler sonucunda veya biyofilik bileşenlerin canlı maddeler tarafından çıkarılması yoluyla döngüye tekrar dönebilir.

Fosfor

Fosfor geçmiş jeolojik çağlarda oluşan kayalarda bulunur. Bu kayalar yer kabuğunun derinliklerinden kara yüzeyine, ayrışma bölgesine yükselirse biyojeokimyasal döngüye (Şek.) girebilir. Aşındırıcı işlemlerle, iyi bilinen apatit minerali şeklinde denize taşınır.

Genel fosfor döngüsü iki kısma ayrılabilir: suda ve karada. Su ekosistemlerinde fitoplankton tarafından asimile edilir ve trofik zincir boyunca üçüncü dereceden tüketicilere - deniz kuşlarına kadar iletilir. Dışkıları (guano) denize dönerek döngüye girer veya kıyıda birikerek denize karışır.

Fosfor, ölen deniz hayvanlarından, özellikle de balıklardan denize ve döngüye geri döner, ancak bazı balık iskeletleri büyük derinliklere ulaşır ve içlerinde bulunan fosfor yeniden tortul kayaçlara dönüşür.

Karasal ekosistemlerde fosfor bitkiler tarafından topraktan alınır ve daha sonra trofik ağ aracılığıyla dağıtılır. Hayvanların ve bitkilerin ölümünden sonra dışkılarıyla birlikte toprağa geri döner. Su erozyonu sonucu topraklardan fosfor kaybı olur. Taşındığı su yollarındaki artan fosfor içeriği, su bitkilerinin biyokütlesinde hızlı bir artışa, su kütlelerinin "çiçeklenmesine" ve bunların ötrofikasyonuna neden olur. Fosforun büyük bir kısmı denize taşınır ve orada geri dönüşü olmayacak şekilde kaybolur.

İkinci durum, fosfor içeren cevherlerin (fosforitler, apatitler vb.) rezervlerinin tükenmesine yol açabilir. Bu nedenle, bu kayıpları önlemek için çabalamalı ve Dünyanın "kayıp çökeltileri" karaya geri getireceği zamanı beklememeliyiz.

Kükürt

Kükürtün ayrıca çökeltilerde ve toprakta da bir ana rezerv fonu vardır, ancak fosforun aksine atmosferde de bir rezerv fonu vardır (Şekil). Değişim fonunda asıl rol mikroorganizmalara aittir. Bunlardan bazıları indirgeyici ajanlar, bazıları ise oksitleyici ajanlardır.

Kayalarda kükürt, sülfitler (FeS2 vb.) formunda, çözeltilerde iyon (S042~) formunda, gaz fazında hidrojen sülfür (H2S) veya kükürt dioksit (S02) formunda oluşur. Bazı organizmalarda kükürt saf haliyle (S2) birikir ve öldüklerinde denizlerin dibinde doğal kükürt birikintileri oluşur.

Deniz ortamında, sülfat iyonu içerik bakımından klordan sonra ikinci sırada yer alır ve ototroflar tarafından indirgenen ve amino asitlere dahil edilen kükürtün mevcut ana formudur.

Kükürt döngüsü, organizmalar tarafından küçük miktarlarda gerekli olmasına rağmen, genel üretim ve ayrışma sürecinin anahtarıdır (Y. Odum, 1986). Örneğin demir sülfürler oluştuğunda fosfor, organizmaların kullanabileceği çözünür bir forma dönüşür.

Karasal ekosistemlerde, bitkiler öldüğünde kükürt toprağa geri döner ve mikroorganizmalar tarafından yakalanarak H2S'ye indirgenir. Diğer organizmalar ve oksijene maruz kalma bu ürünlerin oksitlenmesine neden olur. Ortaya çıkan sülfatlar çözülür ve bitkiler tarafından toprağın gözenek çözeltilerinden emilir - döngü bu şekilde devam eder.

Ancak nitrojen gibi kükürt döngüsü de insan müdahalesiyle bozulabilir ve bu öncelikle fosil yakıtların, özellikle de kömürün yanmasından kaynaklanmaktadır. Kükürt dioksit (S02t) fotosentez süreçlerini bozar ve bitki örtüsünün ölümüne yol açar.

Biyojeokimyasal döngüler insanlar tarafından kolayca bozulur. Böylece mineral gübreleri çıkarırken suyu ve havayı kirletir. Fosfor suya girerek ötrofikasyona neden olur, yüksek derecede toksik nitrojen bileşikleri oluşur vb. Yani döngü döngüsel değil, döngüsel olmayan hale gelir. Doğal kaynakların korunması özellikle döngüsel olmayan biyojeokimyasal süreçlerin döngüsel süreçlere dönüştürülmesini amaçlamalıdır.

Dolayısıyla biyosferin genel homeostazisi doğadaki maddelerin biyojeokimyasal döngüsünün stabilitesine bağlıdır. Ancak gezegensel bir ekosistem olduğundan, her düzeydeki ekosistemlerden oluşur, dolayısıyla doğal ekosistemlerin bütünlüğü ve sürdürülebilirliği, homeostazisi için birincil öneme sahiptir.