Доклад по экологии

Федеральное агентство по образованию

Национальный исследовательский технологический университет

(МИСиС)

Кафедра безопасности жизнедеятельности

Доклад по экологии

Выполнил: студент группы

ММ-08-1 Асанов М. Ю.

Проверил:

Полищук О. И.

Москва, 2012

К. Бэр установил «закон бережливости» в использовании живым веществом простых химических тел, раз вошедших в его состав. Вернадский очень образно формулирует этот закон: «Атомы, вошедшие в какую-нибудь форму живого вещества, захваченные единичным жизненным вихрем, с трудом возвращаются, а, может быть, и не возвращаются назад, в косную материю биосферы». Благодаря «закону бережливости» можно говорить об атомах, остающихся в пределах живой материи в течение геологических периодов, все время находящихся в движении и миграции, но не выходящих назад в косную материю.

Иными словами, основу функционирования живого вещества составляет биологический круговорот вещества. Круговорот биогенных элементов, обусловленный синтезом и распадом органических веществ в экосистеме, называют биотическим круговоротом веществ.

Биотический круговорот обеспечивается взаимодействием трех основных групп организмов:

1) продуцентов – зеленых растений, осуществляющих фотосинтез, и бактерий, способных к хемосинтезу, - они создают первичное органическое вещество;

2) консументов, потребляющих органическое вещество, - это растительноядные и хищные животные;

3) редуцентов (деструкторов), разлагающих мертвое органическое вещество до минерального – это в основном бактерии, грибы и простейшие животные.

Модель биотического круговоротота веществ

На восходящей ветви биотического круговорота, основанного на выполнении энергетической функции зелеными растениями, происходит аккумуляция солнечной энергии в виде органических веществ, синтезированных растениями из неорганических соединений – углекислого газа, воды, азота, зольных элементов питания.

Нисходящая ветвь биотического круговорота связана с потерями органического вещества. Важнейший процесс – дыхание растений, при котором до половины ассимилированного при фотосинтезе органического вещества окисляется до CO₂ и возвращается в атмосферу. Второй существенный процесс расходования органического вещества и накопленной в нем энергии – это потребление растений консументами первого порядка – растительноядными животными.

Запасаемая фитофагами с пищей энергия также в значительной мере расходуется на дыхание, жизнедеятельность, размножение, выделяется с экскрементами.

Растительноядные животные являются пищей для плотоядных животных – консументов более высокого трофического уровня. Консументы второго порядка расходуют накопленную с пищей энергию по тем же каналам, что и консументы первого порядка (растительноядные животные). Число трофических уровней, образуемых хищными животными, обычно не превышает трех-четырех, так как в связи с большими тратами энергии численность и биомасса животных на более высоких трофических уровнях становится все меньше.

Каждое звено экосистемы поставляет в окружающую среду органические остатки (детрит), которые служат источником пищи и энергии для животных сопрофагов, а главным образом для микроорганизмов – бактерий, грибов, актиномицетов. Завершающим этапом превращения органического вещества являются процессы гумификации и далее окисления гумуса до CO₂ и минерализации зольных элементов, которые вновь возвращаются в почву и атмосферу, обеспечивая растения пищей.

Таким образом, биотический круговорот представляет собой непрерывный процесс создания и деструкции органического вещества. Он реализуется при участии представителей всех трех групп организмов:

без продуцентов невозможна жизнь, поскольку лишь они производят основу жизни – первичное органическое вещество;

консументы разных порядков, потребляя первичную и вторичную продукцию и переводя органическое вещество из одной формы в другую, способствуют возрастанию многообразия форм жизни на Земле;

наконец, редуценты, разлагая органическое вещество до минерального, возвращают его к началу круговорота. Глобальные циклы миграции химических элементов не только связывают три наружные оболочки нашей планеты в единое целое, но и обуславливают непрерывную эволюцию ее состава.

Движущей силой биотического круговорота служит энергия Солнца. Основной процесс, в результате которого образуются органические вещества, - фотосинтез осуществляется благодаря использованию солнечной энергии зелеными растениями. Афтотрофы, синтезируя органическое вещество, по сути дела «консервируют» солнечную энергию в географической оболочке. Проникая из космоса в биосферу, энергия накапливается не только в растениях, но и в животных, почвах, горных породах. «Энергия Солнца движет по кругу плеяды химических элементов, которые то сплетаются в гроздья органических молекул, то рассыпаются опять в неорганические вещества…», - пишет Второв.

В биотическом круговороте помимо образующих органическое вещество элементов (кислород, углерод, водород) принимают участие большое количество биологически важных элементов (азот, кальций, натрий, калий, кремний, фосфор, сера), а также микроэлементы (бром, йод, цинк, серебро, молибден, медь, магний, свинец, кобальт, никель). Список элементов, поглощающихся живым веществом, можно значительно расширить, причем в него входят даже ядовитые элементы (ртуть, селен, мышьяк) и радиоактивные.

Отметив циклический характер массоэнергообмена, ответим на вопрос о скорости круговорота различных веществ в биосфере.

Все живое вещество биосферы обновляется в среднем за 8 лет. В океане циркуляция идет во много раз быстрее: вся масса живого вещества обновляется за 33 дня, а масса фитопланктона – каждый день. В атмосфере смена кислорода происходит за 2000 лет, углекислого газа – за 6,3 года. Процесс полной смены вод в гидросфере осуществляется за 2800 лет, а время, необходимое для фотосинтетического разложения всей массы воды, исчисляется 5 – 6 млн. лет.

Литература

1. К. М. петров. Общая экология. Учебное пособие для вузов. «Химия», Санкт-Петербург, 1997.

2. Т. А. Акимова., Хасин В. В. Экология. Учебник для студентов вузов. М., Юнити-Дана, 2000.