Биогеохимические циклы и антропогенное влияние на них
Информация - Экология
Другие материалы по предмету Экология
7 т). В больших количествах азот содержится и в некоторых биогенных ископаемых (селитры). В то же время наблюдается парадокс - при огромном содержании азота в атмосфере вследствие чрезвычайно высокой растворимости солей азотной кислоты и солей аммония, азота в почве мало и почти всегда недостаточно для питания растений. Поэтому потребность культурных растений в азотных удобрениях всегда высока. Поэтому ежегодно в почву вносится по разным оценкам от 30 до 35 млн. тонн азота в виде минеральных удобрений
.1.3 Фосфор
Фосфор является одним из наиболее важных питательных элементов на Земле, участвуя и контролируя многие биосферные биогеохимические процессы. Содержание фосфора в земной коре составляет всего лишь 0,1%, однако этот элемент играет очень важную роль в биосфере.(Табл. №4)
Табл.№4
Содержание и масса фосфора в биотической и абиотической материи Земли
Слагаемые биосферыСодержание, %Сухая масса наземных экосистем0,2Сухая масса океанических экосистем1,1Почвенная органическая масса0,15Всего
Биогеохимический цикл фосфора в локальном, региональном и глобальном масштабах является уникальным среди циклов макроэлементов, поскольку в нем практически не представлены газообразные соединения. В отличии от цикла азота, биогеохимия не управляется микробами. Почти все соединения фосфора, участвующие в процессе его круговорота, исходно сформировались при выветривании фосфорсодержащих минералов.
Рис.5 Биогеохимический круговорот фосфора.
Цикл фосфора связан с его перемещением с суши в океан, что включает его перенос с эродированным материалом в реки. Промежуточные трансформации связаны с поглощением биотой Р как питательного элемента и взаимодействием природных вод и донных отложений. Большая часть (до 90 %) эродированного Р удерживается в решетках минералов и может достигать эстуариев и океанов без вовлечения в биологический круговорот. Меньшая растворимая часть эродированного фосфора доступна для поглощения растениями и включается в биологический круговорот. (Рис.5)
2.1.4 Сера
Сера также является одним из элементов, играющих чрезвычайно важную роль в круговороте веществ биосферы. Она относится к числу химических элементов, наиболее необходимых для живых организмов. В частности, она является компонентом аминокислот. Она предопределяет важные биохимические процессы живой клетки, является незаменимым компонентом питания растений и микрофлоры. Соединения серы участвуют в формировании химического состава почв, в значительных количествах присутствуют в подземных водах, что играет решающую роль в процессах засоления почв.
Основные запасы серы сосредоточены в литосфере. В соответствии с данными
А.В. Ронова [1976] и В.В. Добровольского [2003], среднее содержание сульфидной серы в осадочной оболочке составляет 0,183%, а общее количество серы равно 9,31015 т, в гранитном слое содержится 8,61015 т S. В целом в земной коре заключено около 94% глобальной массы серы.
В биосфере осуществляются биогеохимические переходы серы между различными средами. Живые организмы занимают важное место в биогеохимическом круговороте серы на планете, и среди них ведущая роль принадлежит микроорганизмам. В наземных экосистемах почвенные бактерии выделяют в газовой форме около 58106т серы в год, из которых 15106т/год потребляется растениями и 43106т/год окисляется в тропосфере с тем, чтобы быть вымытыми с дождями обратно в почвы.
Наряду с важной ролью хемолитотрофных бактерий в глобальном круговороте среды следует отметить и вклад фотосинтезирующих бактерий. На основании продуктивности наземных и морских экосистем, а также среднего содержания серы в сухой наземной биомассе (0,34%), и сухой массе морских фотосинтезирующих организмов (1,2%), можно заключить что приблизительно 0,6109 т/год серы участвует в наземном круговороте и приблизительно 1,3109 т/год - в морском биогеохимическом цикле серы.
. Антропогенное влияние на биогеохимические циклы
Возрастающая на протяжении ХХ в. Антропогенная активность привела к ускоренному поступлению загрязняющих веществ в биосферу. В наибольшей степени при этом была изменена ее биогеохимическая структура. Рассматривая современное состояние биогеохимических циклов, можно прийти к заключению, что во многих природных биогеохимических субрегионах и провинциях поступление поллютантов уже привело к перестройке биогеохимического круговорота элементов и формированию технобиогеохимических и агрогеохимических провинций как структурных единиц биосферы. Антропогенные изменения циклов питательных элементов происходят в большей степени в регионах с высокой плотностью населения и высокой интенсивностью сельскохозяйственного производства. В отдельных местах изменения природного локального или регионального биогеохимического цикла азота и фосфора еще незначительны, тогда как в других местах они громадны.
Например, наибольшее воздействие на глобальный биогеохимический цикл азота связано с применением минеральных азотных удобрений, ответственных примерно за половину антропогенных изменений в цикле азота. Другие антропогенные процессы также превращают атмосферный азот в биологически доступные формы. В целом за счет всех видов антропогенной деятельности, включая производство удобрений, сжигание органического топлива и выращивание бобовых культур, с 1960-х гг. произошло двух-трехкратное увеличение связывания азота, и эта величина продолж?/p>