Роль живых организмов в круговоротах веществ. Антропогенное воздействие на биогеохимические круговороты в биосфере

Живое вещество, используя солнечную энергию, организует процессы преобразования окружающей среды на основе динамических замкнутых круговоротов веществ. Большая часть поступающей от Солнца энергии рассеивается и теряется безвозвратно, за исключением той небольшой части, которая ассимилируется растениями и производит биомассу, небольшая часть энергии запасается в виде карбонатных отложений и мертвого органического вещества.

Потоки вещества, в свою очередь, являются замкнутыми и образовывают круговорот (или цикл). Речь идет о циклическом движении химических элементов и соединений, которое протекает внутри разных экосистем, при этом химические элементы попадают из окружающей среды в организм и обратно.

Подвижность химических элементов зависит от формы их нахождения в природе и от той роли, которую они выполняют в живых организмах. Так, миграционная способность продуктов выветривания и почвообразования определяется степенью дисперсности материала и его растворимостью. Растительные и животные организмы удерживают в своих тканях миллиарды тонн минеральных веществ. Чем больше биогенное значение химического элемента, тем в большей степени он захватывается живыми организмами и, следовательно, оказывается защищенным от выноса из почв грунтовыми и речными водами.

Хозяйственная деятельность человека привела к тому, что антропогенный фактор приравнялся к природным биогеохимическим факторам миграции вещества, а в некоторых звеньях природных круговоротов стал главенствующим. Особенно сильное воздействие антропогенного фактора на массоперенос веществ начинает проявляться со второй половины прошлого века.

Антропогенное воздействие на гидрологический цикл, например, тесно связано с проблемой чистой воды. Поскольку вода является не только источником, но и стоком, ее использование ограничено степенью загрязнения поверхностных и грунтовых вод.

За прошедший XX в. промышленное потребление воды возросло примерно в 20 раз и достигло около 10% от годового стока. В глобальном масштабе основная масса используемой человечеством пресной воды идет на орошение, другим важным потребителем является промышленность. Затраты воды на производство некоторых видов продукции огромны, например для получения одной тонны алюминия необходимо затратить 10 тыс. т воды. Значительная часть забранной из водоемов воды возвращается в эти водоемы, но в большинстве случаев эта вода уже не пригодна для дальнейшего использования из-за загрязнения.

В современных условиях установившиеся в биосфере потоки кислорода нарушаются техногенными миграциями. Сброшенные предприятиями в природные воды химические загрязнители связывают растворенный в воде кислород. В атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа и различных аэрозолей, что также нарушает нормальный кислородный оборот. Загрязнение почв, вырубка на огромных территориях лесов уменьшают обмен кислорода и углекислого газа между атмосферой и сушей. Огромное количество атмосферного кислорода расходуется при сжигании органического топлива; в ряде промышленно развитых стран кислорода сжигают больше, чем его образуется за счет фотосинтеза.