Mizunguko ya kijiolojia na kibayolojia ya vitu katika biolojia. Mzunguko mdogo (kibiolojia).

Dutu zote kwenye sayari ziko katika mchakato wa mzunguko. Nishati ya jua husababisha mizunguko miwili ya vitu duniani: kubwa (kijiolojia, biolojia) Na ndogo (kibiolojia).

Mzunguko mkubwa wa vitu katika biosphere unaonyeshwa na pointi mbili muhimu: hutokea katika maendeleo yote ya kijiolojia ya Dunia na ni mchakato wa kisasa wa sayari ambao unachukua sehemu kubwa katika maendeleo zaidi ya biosphere.

Mzunguko wa kijiolojia unahusishwa na malezi na uharibifu wa miamba na harakati inayofuata ya bidhaa za uharibifu - nyenzo za classic na vipengele vya kemikali. Sifa za joto za uso wa ardhi na maji zilicheza na zinaendelea kuchukua jukumu kubwa katika michakato hii: kunyonya na kutafakari kwa mionzi ya jua, conductivity ya mafuta na uwezo wa joto. Utawala usio na msimamo wa hydrothermal wa uso wa Dunia, pamoja na mfumo wa mzunguko wa anga ya sayari, uliamua mzunguko wa kijiolojia wa vitu, ambavyo katika hatua ya awali ya maendeleo ya Dunia, pamoja na michakato ya asili, ilihusishwa na malezi ya mabara, bahari na kisasa. jiografia. Kwa kuundwa kwa biosphere, bidhaa za taka za viumbe zilijumuishwa katika mzunguko mkubwa. Mzunguko wa kijiolojia hutoa viumbe hai na virutubisho na kwa kiasi kikubwa huamua hali ya kuwepo kwao.

Vipengele kuu vya kemikali lithosphere: oksijeni, silicon, alumini, chuma, magnesiamu, sodiamu, potasiamu na wengine - kushiriki katika mzunguko mkubwa, kupita kutoka sehemu za kina za vazi la juu hadi uso wa lithosphere. Mwamba mbaya ambao uliibuka wakati wa fuwele ya magma, ukifika kwenye uso wa lithosphere kutoka kwa kina cha Dunia, hutengana na hali ya hewa katika ulimwengu. Bidhaa za hali ya hewa huingia kwenye hali ya rununu, huchukuliwa na maji na upepo hadi maeneo ya chini ya misaada, huingia kwenye mito, bahari na kuunda tabaka nene za miamba ya sedimentary, ambayo baada ya muda, ikizama kwa kina katika maeneo yenye joto na shinikizo lililoongezeka, hupitia mabadiliko. , yaani "iliyeyushwa". Wakati wa kuyeyuka huku, mwamba mpya wa metamorphic huonekana, ukiingia kwenye upeo wa juu wa ukoko wa dunia na kuingia tena kwenye mzunguko wa vitu. (mchele.).

Dutu za rununu kwa urahisi - gesi na maji asilia ambayo hufanya anga na hydrosphere ya sayari - hupitia mzunguko mkali zaidi na wa haraka. Mzunguko wa nyenzo za lithosphere polepole zaidi. Kwa ujumla, kila mzunguko wa kipengele chochote cha kemikali ni sehemu ya mzunguko mkubwa wa vitu duniani, na zote zimeunganishwa kwa karibu. Jambo hai la biolojia katika mzunguko huu hufanya kazi kubwa ya kusambaza tena vitu vya kemikali ambavyo huzunguka kila wakati kwenye ulimwengu, kupita kutoka kwa mazingira ya nje kwenda kwa viumbe na tena katika mazingira ya nje.

Mzunguko mdogo, au wa kibaolojia wa vitu-Hii

mzunguko wa vitu kati ya mimea, wanyama, fungi, microorganisms na udongo. Kiini cha mzunguko wa kibiolojia kiko katika tukio la michakato miwili kinyume lakini iliyounganishwa - kuundwa kwa vitu vya kikaboni na uharibifu wao. Hatua ya awali ya kuibuka kwa vitu vya kikaboni ni kutokana na photosynthesis ya mimea ya kijani, yaani, malezi ya viumbe hai kutoka kwa dioksidi kaboni, maji na misombo rahisi ya madini kwa kutumia nishati ya jua. Mimea (wazalishaji) hutoa molekuli za sulfuri, fosforasi, kalsiamu, potasiamu, magnesiamu, manganese, silicon, alumini, zinki, shaba na vipengele vingine kutoka kwa udongo katika suluhisho. Wanyama wa herbivorous (watumiaji wa utaratibu wa kwanza) huchukua misombo ya vipengele hivi kwa namna ya chakula cha asili ya mimea. Wawindaji (watumiaji wa agizo la II) hula wanyama wanaokula mimea, wakitumia chakula cha muundo mgumu zaidi, pamoja na protini, mafuta, asidi ya amino na vitu vingine. Katika mchakato wa uharibifu wa vitu vya kikaboni vya mimea iliyokufa na mabaki ya wanyama na microorganisms (decomposers), misombo rahisi ya madini huingia kwenye udongo na mazingira ya majini, inapatikana kwa kuingizwa na mimea, na mzunguko unaofuata wa mzunguko wa kibaolojia huanza. (Mchoro 33).

Kuibuka na maendeleo ya noosphere

Mageuzi ya ulimwengu wa kikaboni duniani yamepitia hatua kadhaa.Ya kwanza inahusishwa na kuibuka kwa mzunguko wa kibiolojia wa vitu katika biosphere. Ya pili ilifuatana na uundaji wa viumbe vingi vya seli. Hatua hizi mbili zinaitwa biogenesis.Hatua ya tatu inahusishwa na kuibuka kwa jamii ya wanadamu, chini ya ushawishi ambao, katika hali ya kisasa, mageuzi ya biosphere hutokea na mabadiliko yake katika nyanja ya sababu - noosphere (kutoka kwa Kigiriki. - akili, - mpira). Noosphere ni hali mpya ya ulimwengu, wakati shughuli ya akili ya mwanadamu inakuwa sababu kuu inayoamua ukuaji wake. Neno "noosphere" lilianzishwa na E. Leroy. V.I. Vernadsky alizidisha na kukuza fundisho la noosphere. Aliandika hivi: “Nuru ni jambo jipya la kijiolojia katika sayari yetu. Ndani yake, mwanadamu anakuwa nguvu kuu ya kijiolojia.” V.I. Vernadsky alibainisha mahitaji ya lazima kwa ajili ya kuundwa kwa noosphere: 1. Ubinadamu umekuwa mtu mzima 2. Uwezekano wa kubadilishana habari mara moja 3. Usawa halisi wa watu 4. Ukuaji wa hali ya jumla ya maisha 5. Matumizi ya aina mpya za nishati. 6. Kuondoa vita katika maisha ya jamii. Uundaji wa matakwa haya unawezekana kama matokeo ya mlipuko wa mawazo ya kisayansi katika karne ya ishirini.

Mada - 6. Asili - mtu: mbinu ya utaratibu. Kusudi la muhadhara: Kuunda uelewa kamili wa machapisho ya kimfumo ya ikolojia.

Maswali kuu: 1. Dhana ya mfumo na mifumo changamano ya kibayolojia 2. Makala ya mifumo ya kibiolojia 3. Mfumo wa postulates: sheria ya uhusiano wa ulimwengu wote, sheria za kiikolojia za B. Commoner, Sheria ya idadi kubwa, Kanuni ya Le Chatelier, Sheria ya maoni katika asili na sheria ya uthabiti wa kiasi cha viumbe hai 4. Mifano ya mwingiliano katika mifumo ya "asili-binadamu" na "uchumi wa binadamu-biota-mazingira".

Mfumo wa ikolojia ndio kitu kikuu cha ikolojia. Ikolojia ni ya kimfumo katika asili yake na katika muundo wake wa kinadharia iko karibu na nadharia ya jumla ya mifumo. Kulingana na nadharia ya jumla ya mifumo, mfumo ni mkusanyiko halisi au unaowezekana wa sehemu, mali muhimu ambayo imedhamiriwa na mwingiliano kati ya sehemu (vipengele) vya mfumo. Katika maisha halisi, mfumo hufafanuliwa kama mkusanyiko wa vitu vilivyounganishwa na aina fulani ya mwingiliano wa mara kwa mara au kutegemeana kutekeleza kazi fulani. Katika nyenzo kuna hierarchies fulani - mlolongo ulioamuru wa utii wa spatio-temporal na ugumu wa mifumo. Wasilisha anuwai zote za ulimwengu wetu katika mfumo wa safu tatu zilizoibuka mfululizo. Huu ni uongozi kuu, asili, physico-kemikali-kibiolojia (F, X, B) na safu mbili za sekondari zilizoibuka kwa msingi wake, safu za kijamii (S) na kiufundi (T). Kuwepo kwa mwisho katika jumla ya maoni huathiri uongozi mkuu kwa namna fulani. Kuchanganya mifumo kutoka kwa viwango tofauti husababisha madarasa "mchanganyiko" wa mifumo. Kwa hivyo, mchanganyiko wa mifumo kutoka kwa sehemu ya physicochemical ya uongozi (F, X - "mazingira") na mifumo hai ya sehemu ya kibaolojia ya uongozi (B - "biota") inaongoza kwa darasa mchanganyiko la mifumo inayoitwa. mazingira. Mchanganyiko wa mifumo kutoka kwa madaraja C

("mtu") na T ("teknolojia") inaongoza kwa darasa la kiuchumi, au kiufundi na kiuchumi, mifumo

Mchele. . Hierarchies ya mifumo ya nyenzo:

F, X - kimwili na kemikali, B - kibiolojia, S - kijamii, T - kiufundi

Inapaswa kuwa wazi kwamba athari za jamii ya kibinadamu juu ya asili, iliyopatanishwa na teknolojia na teknolojia (technogenesis), iliyoonyeshwa kwenye mchoro, inatumika kwa uongozi mzima wa mifumo ya asili: tawi la chini - kwa mazingira ya abiotic, ya juu - kwa biota ya biosphere. Hapo chini tutazingatia uhusiano kati ya mambo ya mazingira na kiufundi na kiuchumi ya mwingiliano huu.

Mifumo yote ina sifa za kawaida:

1. Kila mfumo una maalum muundo, imedhamiriwa na aina ya miunganisho ya anga au mwingiliano kati ya vitu vya mfumo. Upangaji wa muundo yenyewe hauamua shirika la mfumo. Mfumo unaweza kuitwa kupangwa, ikiwa kuwepo kwake ni muhimu kudumisha muundo fulani wa kazi (kufanya kazi fulani), au, kinyume chake, inategemea shughuli ya muundo huo.

2. Kulingana na kanuni ya utofauti muhimu mfumo hauwezi kujumuisha vipengele vinavyofanana bila ubinafsi. Kikomo cha chini cha utofauti ni angalau vipengele viwili (protoni na elektroni, protini na asidi ya nucleic, "yeye" na "yeye"), kikomo cha juu ni infinity. Tofauti ni sifa muhimu zaidi ya habari ya mfumo. Inatofautiana na idadi ya aina za vipengele na inaweza kupimwa 3. Sifa za mfumo haziwezi kueleweka tu kwa misingi ya sifa za sehemu zake. Ni mwingiliano kati ya mambo ambayo ni maamuzi. Haiwezekani kuhukumu uendeshaji wake kwa kuangalia sehemu za kibinafsi za mashine kabla ya kusanyiko. Kwa kusoma kando aina fulani za fungi na mwani, haiwezekani kutabiri uwepo wa symbiosis yao kwa namna ya lichen. Athari ya pamoja ya mambo mawili au zaidi tofauti kwenye mwili ni karibu kila mara tofauti na jumla ya madhara yao tofauti. Kiwango cha kutowezekana kwa mali ya mfumo kwa jumla ya mali ya vitu vya mtu binafsi ambayo inajumuisha huamua. kuibuka mifumo.

4. Kutenganisha mfumo hugawanya ulimwengu wake katika sehemu mbili - mfumo wenyewe na mazingira yake. Kulingana na uwepo (kutokuwepo) wa kubadilishana vitu, nishati na habari na mazingira, yafuatayo yanawezekana kimsingi: kutengwa mifumo (hakuna kubadilishana inawezekana); imefungwa mifumo (kimetaboliki haiwezekani); wazi mifumo (kubadilishana kwa suala na nishati kunawezekana). Kubadilishana kwa nishati huamua kubadilishana habari. Katika asili hai kuna wazi tu yenye nguvu mifumo, kati ya mambo ya ndani ambayo na mambo ya mazingira kuna uhamisho wa suala, nishati na habari. Mfumo wowote wa maisha - kutoka kwa virusi hadi biosphere - ni mfumo wazi wa nguvu.

5. Utawala wa mwingiliano wa ndani katika mfumo juu ya zile za nje na usawa wa mfumo kuhusiana na mambo ya nje.
vitendo huamua uwezo wa kujihifadhi shukrani kwa sifa za shirika, uvumilivu na utulivu. Ushawishi wa nje kwenye mfumo, unaozidi nguvu na kubadilika kwa mwingiliano wake wa ndani, husababisha mabadiliko yasiyoweza kubadilika.
na kifo cha mfumo. Utulivu wa mfumo wa nguvu unadumishwa na kazi ya mzunguko wa nje unaoendelea kufanya. Hii inahitaji mtiririko na mabadiliko ya nishati katika hili. mada. Uwezekano wa kufikia lengo kuu la mfumo - uhifadhi wa kibinafsi (pamoja na uzazi wa kibinafsi) imedhamiriwa kama yake. ufanisi unaowezekana.

6. Hatua ya mfumo kwa wakati inaitwa yake tabia. Mabadiliko ya tabia yanayosababishwa na sababu ya nje inajulikana kama mwitikio mfumo, na mabadiliko katika mmenyuko wa mfumo unaohusishwa na mabadiliko ya muundo na yenye lengo la kuleta utulivu ni. kifaa, au kukabiliana na hali. Ujumuishaji wa mabadiliko ya kubadilika katika muundo na viunganisho vya mfumo kwa wakati, ambapo ufanisi wake unaongezeka, inazingatiwa kama maendeleo, au mageuzi, mifumo. Kuibuka na kuwepo kwa mifumo yote ya nyenzo katika asili ni kutokana na mageuzi. Mifumo inayobadilika hubadilika katika mwelekeo kutoka kwa uwezekano zaidi hadi kwa shirika lisilowezekana, i.e. maendeleo hufuata njia ya kuongezeka kwa utata wa shirika na uundaji wa mifumo ndogo katika muundo wa mfumo. Kwa asili, aina zote za tabia za mifumo - kutoka kwa athari za kimsingi hadi mageuzi ya ulimwengu - ni kubwa isiyo ya mstari. Kipengele muhimu cha mageuzi ya mifumo ngumu ni
kutofautiana, ukosefu wa monotoni. Vipindi vya mkusanyiko wa taratibu wa mabadiliko madogo wakati mwingine huingiliwa na kiwango kikubwa cha ubora ambacho hubadilisha sana mali ya mfumo. Kwa kawaida huhusishwa na kinachojulikana pointi mbili- bifurcation, mgawanyiko wa njia ya awali ya mageuzi. Uchaguzi wa muendelezo wa moja au nyingine ya njia katika hatua ya kugawanyika inategemea mengi, hadi kuibuka na ustawi wa ulimwengu mpya wa chembe, vitu, viumbe, jamii, au, kinyume chake, kifo cha mfumo. Hata kwa mifumo ya maamuzi, matokeo ya uchaguzi mara nyingi haitabiriki, na uchaguzi yenyewe katika hatua ya bifurcation inaweza kuamua na msukumo wa random. Mfumo wowote wa kweli unaweza kuwakilishwa kwa namna ya kufanana kwa nyenzo fulani au picha ya mfano, i.e. kwa mtiririko huo analog au ishara mfano wa mfumo. Uundaji wa mfano bila shaka unaambatana na kurahisisha na kurasimisha mahusiano katika mfumo. Urasimishaji huu unaweza kuwa
hutekelezwa kwa njia ya mahusiano ya kimantiki (sababu-na-athari) na/au kihisabati (kitendaji) Kadiri ugumu wa mifumo unavyoongezeka, hupata sifa mpya ibuka. Wakati huo huo, sifa za mifumo rahisi huhifadhiwa. Kwa hiyo, aina ya jumla ya sifa za mfumo huongezeka kwa kuwa inakuwa ngumu zaidi (Mchoro 2.2).

Mchele. 2.2. Mitindo ya mabadiliko katika mali ya viwango vya mfumo na kuongezeka kwa kiwango chao (kulingana na Fleishman, 1982):

1 - utofauti, 2 - utulivu, 3 - kuibuka, 4 - utata, 5 - kutokuwa na utambulisho, 6 - kuenea

Ili kuongeza shughuli kuhusiana na mvuto wa nje, sifa za mfumo zinaweza kuamuru kwa mlolongo ufuatao: 1 - utulivu, 2 - kuegemea kutokana na ufahamu wa mazingira (kinga ya kelele), 3 - udhibiti, 4 - kujitegemea. shirika. Katika mfululizo huu, kila ubora unaofuata una maana ikiwa ule uliopita upo.

Ugumu wa Par muundo wa mfumo imedhamiriwa na idadi P vipengele na idadi yake T

uhusiano kati yao. Ikiwa katika mfumo wowote idadi ya majimbo maalum husomwa, basi ugumu wa mfumo NA imedhamiriwa na logarithm ya idadi ya viunganisho:

C=lgm.(2.1)

Mifumo kwa kawaida huainishwa kwa uchangamano kama ifuatavyo: 1) mifumo yenye hadi majimbo elfu moja (O <С < 3), относятся к rahisi; 2) mifumo yenye hadi majimbo milioni (3< С < 6), являют собой mifumo ngumu; 3) mifumo yenye idadi ya majimbo zaidi ya milioni (C > 6) imetambuliwa kama tata sana.

Mifumo yote ya asili ya kibayolojia ni ngumu sana. Hata katika muundo wa virusi moja, idadi ya majimbo muhimu ya kibiolojia ya molekuli huzidi thamani ya mwisho.

Dutu zote kwenye sayari ziko katika mchakato wa mzunguko. Nishati ya jua husababisha mizunguko miwili ya vitu duniani: kubwa (kijiolojia, biolojia) Na ndogo (kibiolojia).

magma, baada ya kufika juu ya uso wa lithosphere kutoka kwa kina cha Dunia, hupata mtengano na hali ya hewa katika biosphere. Bidhaa za hali ya hewa huingia kwenye hali ya rununu, huchukuliwa na maji na upepo hadi maeneo ya chini ya misaada, huingia kwenye mito, bahari na kuunda tabaka nene za miamba ya sedimentary, ambayo baada ya muda, ikizama kwa kina katika maeneo yenye joto na shinikizo lililoongezeka, hupitia mabadiliko. , yaani "iliyeyushwa". Wakati wa kuyeyuka huku, mwamba mpya wa metamorphic huonekana, ukiingia kwenye upeo wa juu wa ukoko wa dunia na kuingia tena kwenye mzunguko wa vitu. (Mchoro 32).

Mchele. 32. Mzunguko wa kijiolojia (mkubwa) wa vitu

Mzunguko mdogo, au wa kibaolojia wa vitu-Hii

Kuna mizunguko miwili kuu ya vitu katika asili: kubwa (kijiolojia) na ndogo (biogeochemical).

Kijiolojia - mzunguko mkubwa wa vitu(Kiambatisho A), husababishwa na mwingiliano wa nishati ya jua na nishati ya kina ya Dunia na hufanya ugawaji upya wa suala kati ya biosphere na upeo wa kina wa Dunia. Miamba ya sedimentary, iliyoundwa kwa sababu ya hali ya hewa ya miamba ya moto, katika maeneo ya rununu ya ukoko wa dunia huingizwa tena katika eneo la joto la juu na shinikizo. Huko wanayeyuka na kuunda magma - chanzo cha miamba mpya ya moto. Baada ya miamba hii kupanda juu ya uso wa dunia na kupitia michakato ya hali ya hewa, hubadilishwa tena kuwa miamba mpya ya sedimentary. Ishara ya mzunguko wa vitu ni ond, sio mduara. Hii ina maana kwamba mzunguko mpya haurudii kabisa ule wa zamani, lakini huanzisha kitu kipya, ambacho baada ya muda husababisha mabadiliko makubwa sana.

The Great Gyre pia ni gyre maji kati ya ardhi na bahari kupitia angahewa. Unyevu unaovukizwa kutoka kwa uso wa Bahari ya Dunia huhamishiwa nchi kavu, ambapo huanguka kwa njia ya mvua, ambayo inarudi baharini kwa namna ya uso na chini ya ardhi.

Mzunguko wa maji pia unafuata mpango rahisi zaidi: uvukizi wa unyevu kutoka kwenye uso wa bahari - condensation ya mvuke wa maji - mvua kwenye uso sawa wa maji ya bahari.

Inakadiriwa kuwa zaidi ya km3 elfu 500 za maji kila mwaka hushiriki katika mzunguko wa maji Duniani. Mzunguko wa maji kwa ujumla una jukumu kubwa katika kuunda hali ya asili kwenye sayari yetu. Kwa kuzingatia upenyezaji wa maji na mimea na kunyonya kwake katika mzunguko wa biogeochemical, usambazaji wote wa maji Duniani huvunjika na kurejeshwa katika miaka milioni 2.

Mzunguko mdogo wa vitu katika biosphere (biogeochemical) (Kiambatisho B). Tofauti na mzunguko mkubwa, hutokea tu ndani ya biosphere. Kiini chake ni uundaji wa viumbe hai kutoka kwa misombo ya isokaboni wakati wa mchakato wa photosynthesis na mabadiliko ya suala la kikaboni wakati wa mtengano kurudi kwenye misombo isokaboni. Mzunguko huu ndio kuu kwa maisha ya biosphere, na yenyewe ni uumbaji wa maisha. Kwa kubadilisha, kuzaliwa na kufa, viumbe hai hutegemeza maisha kwenye sayari yetu, kuhakikisha mzunguko wa biogeochemical wa vitu. Chanzo kikuu cha nishati katika mzunguko ni mionzi ya jua, ambayo hutoa photosynthesis. Nishati hii inasambazwa kwa usawa katika uso wa dunia. Kwa mfano, katika ikweta kiasi cha joto kwa kila eneo la kitengo ni mara tatu zaidi kuliko kwenye visiwa vya Spitsbergen (80°N). Kwa kuongeza, inapotea kwa kutafakari, kufyonzwa na udongo, na kutumika kwa mzunguko wa maji. Kama tulivyoona tayari, hakuna zaidi ya 5% ya nishati yote hutumiwa kwenye usanisinuru, lakini mara nyingi 2-3%.

Katika idadi ya mazingira, uhamisho wa suala na nishati hutokea hasa kwa njia ya minyororo ya trophic.

Mzunguko huu kawaida huitwa kibayolojia. Inachukua mzunguko uliofungwa wa vitu ambavyo hutumiwa mara kwa mara na mlolongo wa trophic. Inapatikana katika mazingira ya majini, hasa plankton yenye kimetaboliki yake kubwa, lakini si katika mazingira ya nchi kavu, isipokuwa misitu ya mvua ya kitropiki, ambapo uhamisho wa virutubisho kutoka kwa mimea hadi mimea unaweza kutokea kwa mizizi kwenye uso wa udongo.

Walakini, kwa kiwango cha biosphere nzima, mzunguko kama huo hauwezekani. Mzunguko wa biogeochemical hufanya kazi hapa, ambayo ni kubadilishana kwa macro- na microelements na vitu rahisi vya isokaboni na dutu ya anga, hidrosphere na lithosphere.

Mzunguko wa vitu vya mtu binafsi - V.I. Vernadsky aitwaye mizunguko ya biogeochemical. Jambo kuu ni kwamba vitu vya kemikali vilivyochukuliwa na kiumbe huiacha, kwenda kwenye mazingira ya abiotic, na kisha, baada ya muda, huingia tena kwenye kiumbe hai. Vipengele vile huitwa biophilic. Mizunguko hii na mzunguko kwa ujumla hutoa kazi muhimu zaidi za viumbe hai katika biosphere. V. I. Vernadsky anabainisha kazi tano kama hizi:

- kwanza kazi - gesi - gesi kuu za anga ya Dunia, nitrojeni na oksijeni, asili ya biogenic, kama gesi zote za chini ya ardhi - bidhaa ya mtengano wa vitu vya kikaboni vilivyokufa;

- pili kazi - mkusanyiko - viumbe hujilimbikiza katika miili yao vipengele vingi vya kemikali, kati ya ambayo kaboni huja kwanza, kati ya metali - kalsiamu, concentrators za silicon ni diatoms, iodini - mwani (kelp), fosforasi - mifupa ya vertebrates;

- cha tatu kazi - redox - viumbe wanaoishi katika miili ya maji hudhibiti utawala wa oksijeni na kuunda hali ya kufutwa au mvua ya idadi ya metali (V, Mn, Fe) na zisizo za metali (S) na valency ya kutofautiana;

- nne kazi - biochemical - uzazi, ukuaji na harakati katika nafasi ("kuenea") ya viumbe hai;

- tano kazi - shughuli ya biogeochemical ya binadamu - inashughulikia kiasi kizima cha kukua cha vitu kwenye ukoko wa dunia.

Kwa hiyo, ni lazima ieleweke kwamba kuna mchakato mmoja tu duniani ambao haupotezi, lakini, kinyume chake, hufunga nishati ya jua na hata hukusanya - hii ni kuundwa kwa suala la kikaboni kama matokeo ya photosynthesis. Kazi kuu ya sayari ya mzunguko wa vitu duniani iko katika kufunga na kuhifadhi nishati ya jua.

Mzunguko wa kibaiolojia (mdogo) - mzunguko wa vitu kati ya mimea, wanyamapori, microorganisms na udongo. Msingi wake ni photosynthesis, yaani, uongofu wa mimea ya kijani na microorganisms maalum ya nishati ya jua ya jua ndani ya nishati ya vifungo vya kemikali vya vitu vya kikaboni. Usanisinuru ulitoa oksijeni duniani kwa usaidizi wa viumbe vya kijani kibichi, tabaka la ozoni na hali ya mageuzi ya kibiolojia.[...]

Mzunguko mdogo wa kibayolojia wa vitu ni muhimu hasa katika uundaji wa udongo, kwa kuwa ni mwingiliano wa mizunguko ya kibayolojia na kijiolojia ambayo ndiyo msingi wa mchakato wa kutengeneza udongo.[...]

Mzunguko wa nitrojeni kwa sasa unaathiriwa sana na wanadamu. Kwa upande mmoja, uzalishaji mkubwa wa mbolea za nitrojeni na matumizi yao husababisha mkusanyiko mkubwa wa nitrati. Nitrojeni inayotolewa mashambani kwa njia ya mbolea hupotea kwa njia ya uchafu wa mazao, uchujaji na uondoaji wa malighafi. Kwa upande mwingine, wakati kiwango cha ubadilishaji wa amonia kuwa nitrati kinapungua, mbolea za amonia hujilimbikiza kwenye udongo. Inawezekana kukandamiza shughuli za microorganisms kutokana na uchafuzi wa udongo na taka ya viwanda. Walakini, michakato hii yote ni ya asili kabisa. Muhimu zaidi ni kuingia kwa oksidi za nitrojeni kwenye angahewa wakati wa mwako wa mafuta kwenye mitambo ya nishati ya joto na katika usafiri. Nitrojeni "iliyowekwa" katika uzalishaji wa viwandani ni sumu, tofauti na nitrojeni isiyobadilika kibiolojia. Wakati wa michakato ya asili, oksidi za nitrojeni huonekana katika angahewa kwa kiasi kidogo kama bidhaa za kati, lakini katika miji na maeneo ya viwanda viwango vyake huwa hatari. Huwasha mfumo wa kupumua, na chini ya ushawishi wa mionzi ya urujuanimno, athari hutokea kati ya oksidi za nitrojeni na hidrokaboni na kutokeza misombo yenye sumu kali na kansa.[...]

Mizunguko kama aina ya harakati ya jambo pia ni asili katika biostrome, lakini hapa wanapata sifa zao wenyewe. Mzunguko wa usawa unawakilishwa na triad: kuzaliwa - uzazi - kifo (kutengana); wima - kwa mchakato wa photosynthesis. Wote wawili, katika uundaji wa A.I. Perelman (1975), hupata umoja katika mzunguko mdogo wa kibaolojia: "... vipengele vya kemikali katika mazingira hufanya mizunguko, wakati ambao huingia mara kwa mara viumbe hai ("kupanga") na kuwaacha ( "mineralized")"2.[...]

Mzunguko wa kibayolojia (kibiolojia) ni jambo la kuendelea, mzunguko, asili, lakini kutofautiana kwa wakati na ugawaji wa nafasi ya suala, nishati1 na habari ndani ya mifumo ya kiikolojia ya viwango mbalimbali vya uongozi wa shirika - kutoka kwa biogeocenosis hadi biosphere. Mzunguko wa vitu kwenye saizi ya biolojia nzima huitwa duara kubwa (Mchoro 6.2), na ndani ya biogeocenosis maalum - duara ndogo ya kubadilishana kibiolojia.[...]

Mzunguko wowote wa kibaolojia unaonyeshwa na kuingizwa mara kwa mara kwa atomi za vitu vya kemikali kwenye miili ya viumbe hai na kutolewa kwao kwenye mazingira, kutoka ambapo hukamatwa tena na mimea na kuvutwa kwenye mzunguko. Mzunguko mdogo wa kibayolojia una sifa ya uwezo - idadi ya vipengele vya kemikali vilivyopo kwa wakati mmoja katika viumbe hai katika mfumo fulani wa ikolojia, na kasi - kiasi cha viumbe hai vinavyoundwa na kuoza kwa kila kitengo.[...]

Mzunguko mdogo wa kibaolojia wa vitu ni msingi wa michakato ya usanisi na uharibifu wa misombo ya kikaboni na ushiriki wa vitu hai. Tofauti na ule mkubwa, mzunguko huo mdogo una sifa ya kiasi kidogo cha nishati.[...]

Kinyume chake, mzunguko wa kibaiolojia wa jambo unafanyika ndani ya mipaka ya biolojia inayokaliwa na inajumuisha mali ya kipekee ya jambo hai la sayari. Kuwa sehemu ya mzunguko mkubwa, mdogo unafanywa katika kiwango cha biogeocenosis, inajumuisha ukweli kwamba virutubisho vya udongo, maji, kaboni hukusanywa katika dutu ya mimea, hutumiwa katika kujenga mwili na michakato ya maisha ya wao wenyewe na viumbe. - watumiaji. Bidhaa za mtengano wa vitu vya kikaboni na microflora ya udongo na mesofauna (bakteria, kuvu, moluska, minyoo, wadudu, protozoa, nk) hutengana tena katika vipengele vya madini, tena kupatikana kwa mimea na kwa hiyo tena kushiriki nao katika mtiririko wa jambo. .[...]

Mzunguko ulioelezwa wa vitu duniani, unaoungwa mkono na nishati ya jua - mzunguko wa mviringo wa vitu kati ya mimea, microorganisms, wanyama na viumbe vingine hai - inaitwa mzunguko wa kibiolojia wa vitu, au mzunguko mdogo. Wakati wa kimetaboliki kamili ya dutu kupitia mzunguko mdogo hutegemea wingi wa dutu hii na ukubwa wa michakato ya harakati zake kupitia mzunguko na inakadiriwa kuwa miaka mia kadhaa.[...]

Kuna mizunguko mikubwa na midogo - (kibiolojia) ya maada katika asili, mzunguko wa maji.[...]

Licha ya unene mdogo wa safu ya mvuke wa maji katika anga (0.03 m), ni unyevu wa anga ambao una jukumu kuu katika mzunguko wa maji na mzunguko wake wa biogeochemical. Kwa ujumla, kwa dunia nzima kuna chanzo kimoja cha mtiririko wa maji - mvua - na chanzo kimoja cha mtiririko - uvukizi, unaofikia 1030 mm kwa mwaka. Katika maisha ya mimea, jukumu kubwa la maji ni la michakato ya photosynthesis (kiungo muhimu zaidi katika mzunguko wa kibaolojia) na mpito. Uvuvio wa maji, au wingi wa maji yanayovukizwa na mimea ya miti au mimea au uso wa udongo, ina jukumu muhimu katika mzunguko wa maji kwenye mabara. Maji ya chini ya ardhi, yakipenya kupitia tishu za mmea wakati wa mchakato wa uvukizi, huleta chumvi za madini zinazohitajika kwa maisha ya mimea yenyewe. [...]

Kwa msingi wa mzunguko mkubwa wa kijiolojia, mzunguko mdogo wa vitu vya kikaboni ulitokea, ambao ulikuwa msingi wa michakato ya awali na uharibifu wa misombo ya kikaboni. Taratibu hizi mbili zinahakikisha maisha duniani. Nishati ya mzunguko wa kibaolojia hufanya asilimia 1 tu ya nishati ya jua iliyokamatwa na Dunia, lakini ni nishati hii ambayo hufanya kazi kubwa sana katika kuunda viumbe hai.[...]

Nishati ya jua hutoa mizunguko miwili ya vitu Duniani: kijiolojia, au kubwa, na ndogo, ya kibayolojia (kibiolojia).[...]

Uharibifu wa mchakato wa nitrification huvuruga kuingia kwa nitrati katika mzunguko wa kibiolojia, kiasi ambacho huamua majibu ya mabadiliko katika mazingira ya tata ya denitrifier. Mifumo ya enzyme ya denitrifiers hupunguza kiwango cha kupona kabisa, ikihusisha oksidi kidogo ya nitrous katika hatua ya mwisho, utekelezaji ambao unahitaji gharama kubwa za nishati. Kama matokeo, yaliyomo katika oksidi ya nitrojeni katika anga ya juu ya ardhi ya mifumo ikolojia iliyomomonyoka ilifikia 79 - 83% (Kosinova et al., 1993). Kutengwa kwa baadhi ya vitu vya kikaboni kutoka kwa chernozemu chini ya ushawishi wa mmomonyoko wa ardhi kunaonyeshwa katika kujazwa tena kwa hazina ya nitrojeni wakati wa urekebishaji wa nitrojeni ya picha na heterotrofiki: aerobic na anaerobic. Katika hatua za kwanza za mmomonyoko, urekebishaji wa nitrojeni ya anaerobic hukandamizwa kwa kasi ya haraka kutokana na vigezo vya sehemu ya labile ya viumbe hai (Khaziev, Bagautdinov, 1987). Shughuli ya vimeng'enya invertase na katalasi katika chernozemu zilizooshwa sana ilipungua kwa zaidi ya 50% ikilinganishwa na zisizooshwa. Katika udongo wa misitu ya kijivu, mmomonyoko wa udongo unapoongezeka, shughuli za invertase hupungua kwa kasi zaidi. Ikiwa katika udongo usio na uharibifu kuna kupungua kwa hatua kwa hatua kwa kina, basi katika udongo ulioharibiwa sana, shughuli za invertase ni ndogo sana au hazijagunduliwa kwenye safu ya chini ya udongo. Mwisho unahusishwa na kuibuka kwa upeo usio na kipimo na shughuli ya chini sana ya kimeng'enya kwenye uso wa siku. Hakukuwa na utegemezi wa wazi juu ya shughuli ya phosphatase na, hasa, katalasi juu ya kiwango cha mmomonyoko wa udongo (Lichko, 1998).[...]

Jiokemia ya mandhari hufichua upande uliofichwa, wa ndani kabisa wa mzunguko mdogo wa kijiografia wa maada na nishati. Dhana ya mzunguko mdogo wa kijiografia bado haijaendelezwa vya kutosha katika jiografia ya kimwili. Kwa ujumla, inaweza kuwakilishwa kama mtiririko wa mduara wenye nyuzi nyingi ambao haujafungwa kabisa, unaojumuisha joto linaloingia na linalotoka, mzunguko wa kibaolojia wa vitu vya kemikali, mzunguko mdogo wa maji (mvua - uvukizi, juu ya ardhi na mtiririko wa chini ya ardhi na uingiaji) , uhamiaji wa aeolian - kuleta na kuchukua - dutu ya madini.[...]

Kudhoofika kwa mchakato wa kutengeneza udongo wa turf ni kutokana na ukubwa mdogo wa mzunguko wa kibiolojia na uzalishaji mdogo wa mimea. Takataka za kila mwaka zenye majani jumla ya takriban t/ha 100 hazizidi 0.4-0.5 t/ha. Wingi wa takataka unawakilishwa na mabaki ya mizizi. Takriban kilo 70 kwa hekta ya nitrojeni na kilo 300 kwa hekta ya vipengele vya majivu huhusika katika mzunguko wa kibiolojia.[...]

Misitu ya mvua ya kitropiki ni mazingira ya kilele ya zamani ambayo mzunguko wa virutubishi huletwa kwa ukamilifu - hupotea kidogo na mara moja huingia kwenye mzunguko wa kibaolojia unaofanywa na viumbe vya kuheshimiana na kina kirefu, hasa angani, na mycorrhiza yenye nguvu, mizizi ya miti. Ni kutokana na hili kwamba misitu hukua kwa wingi kwenye udongo duni.[...]

Uundaji wa kemikali ya udongo unafanywa chini ya ushawishi wa mzunguko mkubwa wa kijiolojia na mdogo wa kibiolojia wa vitu katika asili. Vipengele kama vile klorini, bromini, iodini, salfa, kalsiamu, magnesiamu na sodiamu huondolewa kwa urahisi kutoka kwenye udongo.[...]

Kwa sababu ya shughuli kubwa ya michakato ya biogeokemikali na kiasi kikubwa na mizani ya mauzo ya dutu, vipengele muhimu vya kibayolojia viko katika harakati za mzunguko wa kila mara. Kulingana na makadirio fulani, ikiwa tunadhania kwamba ulimwengu umekuwepo kwa angalau miaka bilioni 3.5-4, basi maji yote katika Bahari ya Dunia yamepitia mzunguko wa biogeochemical angalau mara 300, na oksijeni ya bure ya anga angalau. Mara milioni 1. Mzunguko wa kaboni hutokea katika miaka 8, nitrojeni katika miaka 110, oksijeni katika miaka 2500. Wingi wa kaboni, iliyojilimbikizia kwenye mchanga wa kaboni ya sakafu ya bahari (tani 1.3 x 1016), miamba mingine ya fuwele (tani 1 x 1016), makaa ya mawe na mafuta (tani 0.34 x 1016), inashiriki katika mzunguko mkubwa. Kaboni iliyo kwenye mmea (5 x 10 mt) na tishu za wanyama (5 x 109 t) hushiriki katika mzunguko mdogo (mzunguko wa biogeokemikali).[...]

Hata hivyo, juu ya ardhi, pamoja na mvua inayoletwa kutoka baharini, uvukizi na mvua hutokea kupitia mzunguko wa maji unaofungwa kwenye nchi kavu. Ikiwa biota ya mabara haikuwepo, basi sediments hizi za ziada za ardhi zingekuwa ndogo sana kuliko sediments zilizoletwa kutoka baharini. Tu malezi ya mimea na udongo husababisha kiasi kikubwa cha uvukizi kutoka kwenye uso wa ardhi. Kwa malezi ya mimea, maji hujilimbikiza kwenye udongo, mimea na sehemu ya bara ya anga, ambayo inasababisha kuongezeka kwa mzunguko uliofungwa kwenye ardhi. Hivi sasa, mvua kwenye ardhi kwa wastani ni kubwa mara tatu kuliko mtiririko wa mto. Kwa hivyo, theluthi moja tu ya mvua hutoka baharini na zaidi ya theluthi mbili hutolewa na mzunguko wa maji uliofungwa kwenye nchi kavu. Kwa hivyo, maji kwenye ardhi yanakusanywa kibayolojia; sehemu kuu ya mfumo wa maji wa ardhini hutengenezwa na biota na inaweza kudhibitiwa kibiolojia. [...]

Ni rahisi kutambua baadhi ya sifa kuu za udhihirisho wa nguvu za kwanza na za pili, kwa kuzingatia wazo la hatua ya mzunguko wa vitu duniani: kubwa - kijiolojia (geocyre) na ndogo - kibaolojia (kibiolojia. mzunguko).[...]

Jamii za mimea ya taiga ya kusini ni sugu zaidi kwa uchafuzi wa kemikali ikilinganishwa na jamii za taiga ya kaskazini. Uthabiti wa chini wa cenoses ya taiga ya kaskazini ni kwa sababu ya utofauti wao wa chini wa spishi na muundo rahisi, uwepo wa spishi nyeti kwa uchafuzi wa kemikali (mosses na lichens), tija ndogo na uwezo wa mzunguko wa kibaolojia, na uwezo mdogo wa kupona. .]

Walakini, mfumo wowote wa ikolojia, bila kujali saizi, unajumuisha sehemu hai (biocenosis) na asili yake, ambayo ni, isiyo hai, mazingira. Wakati huo huo, mifumo ndogo ya ikolojia ni sehemu ya inayozidi kuwa kubwa zaidi, hadi mfumo wa ikolojia wa ulimwengu wa Dunia. Vile vile, mzunguko wa jumla wa kibayolojia wa mata kwenye sayari pia unajumuisha mwingiliano wa mizunguko mingi midogo, ya kibinafsi.[...]

Udongo ni sehemu muhimu ya biogeocenoses ya dunia. Hubeba muunganisho (mwingiliano) wa mizunguko mikubwa ya kijiolojia na midogo ya kibiolojia ya vitu. Udongo ni malezi ya kipekee ya asili na muundo wa nyenzo ngumu. Mambo ya udongo yanawakilishwa na awamu nne za kimwili: imara (chembe za madini na kikaboni), kioevu (suluhisho la udongo), gesi (hewa ya udongo) na hai (viumbe). Udongo una sifa ya mpangilio tata wa anga na utofautishaji wa sifa, mali na michakato.[...]

Kwa mujibu wa corollary ya kwanza, tunaweza tu kuhesabu uzalishaji wa chini wa taka. Kwa hivyo, hatua ya kwanza katika maendeleo ya teknolojia inapaswa kuwa kiwango cha chini cha rasilimali (kwa pembejeo na pato - uchumi na uzalishaji mdogo), hatua ya pili itakuwa uundaji wa uzalishaji wa mzunguko (upotezaji wa baadhi inaweza kuwa malighafi kwa wengine. ) na ya tatu - shirika la utupaji wa busara wa mabaki ya kuepukika na neutralization ya taka ya nishati isiyoweza kuondolewa. Wazo kwamba biosphere hufanya kazi kwa kanuni ya kutokuwa na taka ni potofu, kwani kila wakati hukusanya vitu vilivyoondolewa kutoka kwa mzunguko wa kibaolojia ambao huunda miamba ya sedimentary. [...]

Kiini cha uundaji wa udongo kulingana na V.R. Williams kinafafanuliwa kama mwingiliano wa lahaja wa michakato ya usanisi na mtengano wa vitu vya kikaboni, unaotokea katika mfumo wa mzunguko mdogo wa kibiolojia wa dutu.[...]

Katika hatua tofauti za maendeleo ya biosphere, michakato ndani yake haikuwa sawa, licha ya ukweli kwamba walifuata mifumo sawa. Uwepo wa mzunguko uliotamkwa wa vitu, kwa mujibu wa sheria ya kufungwa kwa kimataifa kwa mzunguko wa biogeochemical, ni mali ya lazima ya biosphere katika hatua yoyote ya maendeleo yake. Labda hii ni sheria isiyobadilika ya uwepo wake. Uangalifu hasa unapaswa kulipwa kwa ongezeko la sehemu ya kibiolojia, badala ya geochemical, sehemu ya kufungwa kwa mzunguko wa biogeochemical wa vitu. Ikiwa katika hatua za kwanza za mageuzi mzunguko wa jumla wa biosphere ulishinda - mzunguko mkubwa wa kubadilishana wa biosphere (mwanzoni tu ndani ya mazingira ya majini, na kisha kugawanywa katika subcycles mbili - ardhi na bahari), kisha baadaye ilianza kugawanyika. Badala ya biota yenye uwiano sawa, mifumo ikolojia ya viwango mbalimbali vya uongozi na mtengano wa kijiografia ilionekana na kuzidi kutofautishwa. Miduara ndogo, ya biogeocenotic, ya kubadilishana imepata umuhimu. Kinachojulikana kama "mabadilishano ya kubadilishana" kilizuka - mfumo wa usawa wa mizunguko ya biogeokemikali yenye umuhimu wa juu zaidi wa kijenzi cha kibiolojia.[...]

Katika latitudo za kati, pembejeo ya nishati kutoka kwa Jua ni 48-61,000 GJ/ha kwa mwaka. Wakati wa kuongeza nishati ya ziada ya zaidi ya 15 GJ/ha kwa mwaka, michakato isiyofaa kwa mazingira hutokea - mmomonyoko wa udongo na deflation, tope na uchafuzi wa mito midogo, eutrophication ya miili ya maji, usumbufu wa mzunguko wa kibiolojia katika mifumo ya ikolojia.[... ]

Kanda ya Siberia ya Mashariki ina sifa ya majira ya baridi kali na theluji kidogo na hasa mvua ya majira ya joto ambayo huosha safu ya udongo. Matokeo yake, utawala wa leaching wa mara kwa mara unafanyika katika chernozems ya Mashariki ya Siberia. Mzunguko wa kibaolojia unakandamizwa na joto la chini. Matokeo yake, maudhui ya humus katika chernozems ya Transbaikal ni ya chini (4-9%) na unene wa upeo wa humus ni ndogo. Kuna maudhui machache sana ya kaboni au hakuna. Kwa hivyo, chernozemu za kundi la Siberi ya Mashariki huitwa kaboni ya chini na isiyo ya kaboni (kwa mfano, chernozemu zilizovuja za kaboni ya chini au zisizo za kaboni, chernozemu za kawaida za carbonate ya chini).[...]

Vipengele vingi vidogo, katika viwango vya kawaida katika mifumo mingi ya ikolojia ya asili, huwa na athari ndogo kwa viumbe, labda kwa sababu viumbe vimezoea kwao. Kwa hivyo, uhamiaji wa vipengele hivi haukuwa wa manufaa kwetu ikiwa bidhaa za sekta ya madini, viwanda mbalimbali, sekta ya kemikali na kilimo cha kisasa, bidhaa zenye viwango vya juu vya metali nzito, misombo ya sumu na vitu vingine vinavyoweza kuwa hatari. mara nyingi huingia kwenye mazingira. Hata kipengele cha nadra sana, ikiwa kinaletwa katika mazingira kwa namna ya kiwanja cha chuma chenye sumu kali au isotopu ya mionzi, inaweza kupata umuhimu muhimu wa kibaolojia, kwa kuwa hata kiasi kidogo (kutoka kwa mtazamo wa kijiografia) cha dutu hiyo inaweza. kuwa na athari ya kibiolojia iliyotamkwa.[...]

Asili ya kemikali ya vitamini na misombo mingine ya kikaboni yenye kuchochea ukuaji, pamoja na hitaji lao kwa wanadamu na wanyama wa nyumbani, imejulikana kwa muda mrefu; hata hivyo, utafiti katika vitu hivi katika kiwango cha mfumo ikolojia ndio umeanza tu. Virutubisho vya kikaboni kwenye maji au udongo ni vya chini sana hivi kwamba vinapaswa kuitwa "virutubisho vidogo" tofauti na "virutubisho vikuu" kama vile nitrojeni na "virutubisho vidogo" kama vile madini (tazama Sura ya 5). Mara nyingi njia pekee ya kupima maudhui yao ni mtihani wa kibiolojia: matatizo maalum ya microorganisms hutumiwa, kiwango cha ukuaji ambacho ni sawa na mkusanyiko wa virutubisho vya kikaboni. Kama ilivyosisitizwa katika sehemu iliyotangulia, dhima ya dutu na kasi ya mtiririko wake haiwezi kuhukumiwa kila wakati kwa mkusanyiko wake. Sasa inadhihirika kuwa virutubishi vya kikaboni vina jukumu muhimu katika kimetaboliki ya jamii na kwamba vinaweza kuwa kikwazo. Eneo hili la kuvutia la utafiti bila shaka litavutia umakini wa wanasayansi katika siku za usoni. Maelezo yafuatayo ya mzunguko wa vitamini B12 (cobalamin), iliyochukuliwa kutoka Provasoli (1963), yanaonyesha jinsi tunavyojua kidogo kuhusu baiskeli ya virutubisho hai.[...]

W.R. Williams (1863-1939) aliendeleza fundisho la mambo ya kilimo. Kwa mujibu wa sheria ya kwanza ya kilimo, hakuna sababu yoyote ya maisha ya mimea inaweza kubadilishwa na nyingine. Na, kwa kuongeza, mambo yote ya maisha ya mimea ni, bila shaka, muhimu sawa (sheria ya pili). Hebu tuangazie wazo lake muhimu kwamba udongo ni tokeo la mwingiliano wa mzunguko mdogo wa kibaolojia na mkubwa wa kijiolojia wa maada.[...]

V. R. Williams aliunganisha kwa karibu mawazo yake katika uwanja wa sayansi ya udongo wa kijeni na utafiti wa rutuba ya udongo na masuala ya vitendo ya kilimo na kuyaweka kama msingi wa mfumo wa kilimo cha nyasi. Maoni muhimu zaidi na ya awali yalionyeshwa na V. R. Williams juu ya jukumu la viumbe hai katika malezi ya udongo, juu ya kiini cha mchakato wa kutengeneza udongo na asili ya michakato maalum ya mtu binafsi, juu ya mzunguko mdogo wa kibiolojia wa vitu, juu ya rutuba ya udongo, mboji ya udongo na muundo wa udongo.[...]

Mbinu hizi kimsingi zinahusiana kama mkakati na mbinu, kama chaguo la tabia ya muda mrefu na hatua za maamuzi ya kipaumbele. Haziwezi kutenganishwa: uchafuzi wa mazingira ya binadamu hudhuru viumbe vingine na asili hai kwa ujumla, na uharibifu wa mifumo ya asili hudhoofisha uwezo wao wa kusafisha mazingira kwa asili. Lakini inapaswa kueleweka kila wakati kuwa haiwezekani kuhifadhi ubora wa mazingira ya mwanadamu bila ushiriki wa mifumo ya asili ya kiikolojia. Hata tukimiliki teknolojia za kiwango cha chini cha uchafuzi wa mazingira, hatutafanikiwa chochote isipokuwa wakati huo huo tutaacha kuzuia asili kudhibiti utungaji wa mazingira, kuitakasa na kuifanya kufaa kwa maisha. Teknolojia safi zaidi na vifaa vya hali ya juu zaidi vya ulinzi wa mazingira havitatuokoa ikiwa ukataji miti utaendelea, utofauti wa spishi za kibaolojia hupungua, na mzunguko wa vitu katika asili huvurugika. Inapaswa kusisitizwa kuwa kwa mtazamo wa mazingira, dhana ya "ulinzi" ina dosari tangu mwanzo, kwani shughuli zinapaswa kupangwa kwa njia ambayo hairuhusu, kuzuia athari na matokeo yote ambayo wangefanya wakati huo. lazima "kulindwa." [...]

Takriban 99% ya maada yote katika biosphere hubadilishwa na viumbe hai, na jumla ya biomass ya viumbe hai vya Dunia inakadiriwa tu tani 2.4 1012 za dutu kavu, ambayo ni 10" sehemu 9 ya molekuli ya Dunia. Uzalishaji wa kila mwaka wa majani ni takriban tani bilioni 170 za dutu kavu. Jumla ya biomasi ya viumbe vya mimea ni mara 2500 zaidi kuliko ile ya wanyama, lakini aina mbalimbali za zoosphere ni tajiri mara 6 kuliko ile ya phytosphere. Ikiwa viumbe vyote vilivyo hai viliwekwa kwenye safu moja, basi kifuniko cha kibaiolojia tu 5 mm nene kingeunda juu ya uso wa Dunia. Lakini licha ya ukubwa mdogo wa biota, ni kwamba huamua hali ya ndani juu ya uso wa ukoko wa dunia. Uwepo wake unawajibika kwa kuonekana kwa oksijeni ya bure katika angahewa, uundaji wa udongo na mzunguko wa vipengele katika asili.[...]

Tayari tumeelezea uyoga hapo juu, na kwa kweli tunaita mwili wake wa matunda uyoga, lakini hii ni sehemu tu ya kiumbe kikubwa. Huu ni mtandao mpana wa nyuzi ndogo ndogo (miamba), inayoitwa mycelium (mycelium) na hupenya kwenye detritus, hasa mbao, takataka za majani, n.k. Kadiri mycelium inapokua, hutoa idadi kubwa ya vimeng'enya ambavyo hutenganisha kuni kuwa hali. tayari kwa matumizi, na Hatua kwa hatua, mycelium hutengana kabisa kuni zilizokufa. Inashangaza, kama B. Nebel anavyoandika (1993), kwamba inawezekana kupata uyoga kwenye udongo wa isokaboni, kwa kuwa mycelium yao ina uwezo wa kutoa viwango vya chini sana vya dutu za kikaboni kutoka kwa unene wake. Bakteria hufanya kazi kwa njia sawa, lakini kwa kiwango cha microscopic. Muhimu sana kwa kudumisha uthabiti wa mzunguko wa kibaolojia ni uwezo wa kuvu na baadhi ya bakteria kuunda idadi kubwa ya spores (seli za uzazi). Chembe hizi za microscopic husafirishwa na mikondo ya hewa katika anga kwa umbali mkubwa sana, ambayo huwawezesha kuenea kila mahali na kuzalisha watoto wanaofaa katika nafasi yoyote mbele ya hali bora ya maisha.

Mzunguko mdogo (kibiolojia).

Wingi wa vitu vilivyo hai katika biosphere ni ndogo. Ikiwa itasambazwa juu ya uso wa dunia, matokeo yake ni safu ya cm 1.5 tu.Jedwali 4.1 linalinganisha baadhi ya sifa za kiasi cha biosphere na geospheres nyingine za Dunia. Biosphere, inayounda chini ya mara 10-6 ya wingi wa makombora mengine ya sayari, ina utofauti mkubwa zaidi na hufanya upya muundo wake mara milioni haraka.

Jedwali 4.1

Ulinganisho wa biosphere na geospheres nyingine za Dunia

*Kuishi jambo kulingana na uzito wa kuishi

4.4.1. Kazi za biosphere

Shukrani kwa biota ya biosphere, sehemu kuu ya mabadiliko ya kemikali kwenye sayari hutokea. Kwa hivyo hukumu ya V.I. Vernadsky kuhusu jukumu kubwa la kijiolojia la mabadiliko ya viumbe hai. Wakati wa mageuzi ya kikaboni, viumbe hai vilipitia wenyewe, kupitia viungo vyao, tishu, seli, damu, angahewa nzima, kiasi kizima cha Bahari ya Dunia, wingi wa udongo, na wingi mkubwa wa madini mara elfu. mizunguko tofauti kutoka mara 103 hadi 105). Na hawakukosa tu, bali pia walirekebisha mazingira ya dunia kulingana na mahitaji yao.

Shukrani kwa uwezo wao wa kubadilisha nishati ya jua kuwa nishati ya vifungo vya kemikali, mimea na viumbe vingine hufanya kazi kadhaa za msingi za biogeochemical kwa kiwango cha sayari.

Kazi ya gesi. Viumbe hai daima hubadilishana oksijeni na dioksidi kaboni na mazingira kupitia michakato ya photosynthesis na kupumua. Mimea ilichukua jukumu la kuamua katika mabadiliko kutoka kwa mazingira ya kupunguza hadi ya oksidi katika mabadiliko ya kijiografia ya sayari na katika malezi ya muundo wa gesi ya anga ya kisasa. Mimea hudhibiti madhubuti viwango vya O2 na CO2, ambavyo ni bora kwa jumla ya viumbe hai vyote vya kisasa.

Kazi ya kuzingatia. Kwa kupitisha kiasi kikubwa cha ufumbuzi wa hewa na asili kupitia miili yao, viumbe hai hufanya uhamiaji wa biogenic (mwendo wa kemikali) na mkusanyiko wa vipengele vya kemikali na misombo yao. Hii inahusiana na usanisi wa vitu vya kikaboni, uundaji wa visiwa vya matumbawe, ujenzi wa makombora na mifupa, kuonekana kwa tabaka za chokaa za sedimentary, amana za madini ya chuma, mkusanyiko wa vinundu vya chuma-manganese kwenye sakafu ya bahari, nk. hatua za mwanzo za mageuzi ya kibiolojia zilifanyika katika mazingira ya majini. Viumbe vimejifunza kutoa vitu wanavyohitaji kutoka kwa mmumunyo wa maji, mara kwa mara kuongeza mkusanyiko wao katika miili yao.

Kazi ya redox ya jambo hai inahusiana kwa karibu na uhamiaji wa biogenic wa vipengele na mkusanyiko wa vitu. Dutu nyingi katika asili ni imara na haziingii oxidation chini ya hali ya kawaida, kwa mfano, nitrojeni ya molekuli ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya biogenic. Lakini chembe hai zina vichocheo vikali - vimeng'enya - hivi kwamba zina uwezo wa kutekeleza athari nyingi za redox mara mamilioni ya haraka kuliko zinavyoweza kuchukua katika mazingira ya abiotic.

Kazi ya habari ya vitu hai vya biolojia. Ilikuwa na kuonekana kwa viumbe hai vya kwanza kwamba habari hai ("hai") ilionekana kwenye sayari, ambayo ilikuwa tofauti na habari hiyo "iliyokufa", ambayo ni onyesho rahisi la muundo. Viumbe viligeuka kuwa na uwezo wa kupata habari kwa kuchanganya mtiririko wa nishati na muundo amilifu wa Masi ambao una jukumu la programu. Uwezo wa kutambua, kuhifadhi na kuchakata taarifa za molekuli umepitia mageuzi ya haraka katika asili na imekuwa jambo muhimu zaidi la kuunda mfumo wa ikolojia. Ugavi wa jumla wa taarifa za kijeni za biota inakadiriwa kuwa biti 1015. Nguvu ya jumla ya mtiririko wa habari za molekuli zinazohusiana na kimetaboliki na nishati katika seli zote za biota ya kimataifa hufikia 1036 bit / s (Gorshkov et al., 1996).

4.4.2. Vipengele vya mzunguko wa kibiolojia.

Mzunguko wa kibaolojia hutokea kati ya vipengele vyote vya biosphere (yaani kati ya udongo, hewa, maji, wanyama, microorganisms, nk). Inatokea kwa ushiriki wa lazima wa viumbe hai.

Mionzi ya jua inayofikia biosphere hubeba nishati ya takriban 2.5 * 1024 J kwa mwaka. Ni 0.3% tu ya hiyo inabadilishwa moja kwa moja wakati wa mchakato wa photosynthesis katika nishati ya vifungo vya kemikali vya vitu vya kikaboni, i.e. inashiriki katika mzunguko wa kibaolojia. Na 0.1 - 0.2% ya nishati ya jua inayoanguka kwenye Dunia inageuka kuwa iliyomo katika uzalishaji safi wa msingi. Hatima zaidi ya nishati hii inahusishwa na uhamisho wa suala la kikaboni la chakula kwa njia ya minyororo ya trophic.

Mzunguko wa kibaolojia unaweza kugawanywa kwa masharti katika vipengele vilivyounganishwa: mzunguko wa vitu na mzunguko wa nishati.

4.4.3. Mzunguko wa nishati. Mabadiliko ya nishati katika biosphere

Mfumo ikolojia unaweza kuelezewa kama mkusanyo wa viumbe hai ambao hubadilishana kila mara nishati, maada na habari. Nishati inaweza kufafanuliwa kama uwezo wa kufanya kazi. Sifa za nishati, pamoja na harakati za nishati katika mazingira, zinaelezewa na sheria za thermodynamics.

Sheria ya kwanza ya thermodynamics au sheria ya uhifadhi wa nishati inasema kwamba nishati haina kutoweka au kuundwa upya, inapita tu kutoka kwa fomu moja hadi nyingine.

Sheria ya pili ya thermodynamics inasema kuwa katika mfumo wa kufungwa, entropy inaweza kuongezeka tu. Kuhusiana na nishati katika mazingira, uundaji ufuatao ni rahisi: michakato inayohusiana na mabadiliko ya nishati inaweza kutokea kwa hiari tu chini ya hali ya kwamba nishati hupita kutoka kwa fomu iliyojilimbikizia hadi iliyotawanywa, yaani, inaharibika. Kipimo cha kiasi cha nishati ambacho hakipatikani kwa matumizi, au vinginevyo kipimo cha mabadiliko ili kutokea wakati wa uharibifu wa nishati, ni entropy. Utaratibu wa juu wa mfumo, chini ya entropy yake.

Kwa maneno mengine, vitu vilivyo hai hupokea na kubadilisha nishati ya nafasi na jua kuwa nishati ya michakato ya kidunia (kemikali, mitambo, mafuta, umeme). Huhusisha nishati hii na maada isokaboni katika mzunguko unaoendelea wa dutu katika biosphere. Mtiririko wa nishati katika biosphere una mwelekeo mmoja - kutoka kwa Jua kupitia mimea (autotrophs) hadi kwa wanyama (heterotrophs). Mifumo ya asili ambayo haijaguswa katika hali thabiti na viashiria muhimu vya mara kwa mara vya mazingira (homeostasis) ni mifumo iliyoagizwa zaidi na ina sifa ya entropy ya chini kabisa.

4.4.4. Mzunguko wa vitu katika asili hai

Uundaji wa vitu vilivyo hai na mtengano wake ni pande mbili za mchakato mmoja, unaoitwa mzunguko wa kibaolojia wa vitu vya kemikali. Maisha ni mzunguko wa vipengele vya kemikali kati ya viumbe na mazingira.

Sababu ya mzunguko ni idadi ndogo ya vipengele ambavyo miili ya viumbe hujengwa. Kila kiumbe hutoa vitu muhimu kwa maisha kutoka kwa mazingira na kurudisha vile ambavyo havijatumika. Ambapo:

Baadhi ya viumbe hutumia madini moja kwa moja kutoka kwa mazingira;

wengine hutumia bidhaa zilizosindikwa na kutengwa kwanza;

tatu - pili, nk, mpaka vitu vinarudi kwenye mazingira katika hali yao ya awali.

Katika biosphere, kuna haja ya wazi ya kuwepo kwa viumbe mbalimbali vinavyoweza kutumia bidhaa za taka za kila mmoja. Tunaona uzalishaji wa kibayolojia bila taka.

Mzunguko wa vitu katika viumbe hai unaweza kupunguzwa kwa takriban michakato minne:

1. Usanisinuru. Kama matokeo ya usanisinuru, mimea huchukua na kukusanya nishati ya jua na kuunganisha vitu vya kikaboni - bidhaa za kimsingi za kibaolojia - na oksijeni kutoka kwa vitu visivyo hai. Bidhaa za kimsingi za kibaolojia ni tofauti sana - zina wanga (sukari), wanga, nyuzi, protini na mafuta.

Mpango wa photosynthesis wa wanga rahisi zaidi (sukari) una mpango ufuatao:

Utaratibu huu hutokea tu wakati wa mchana na unaambatana na ongezeko la wingi wa mimea.

Duniani, takriban tani bilioni 100 za vitu vya kikaboni huundwa kila mwaka kama matokeo ya usanisinuru, karibu tani bilioni 200 za kaboni dioksidi hufyonzwa, na takriban tani bilioni 145 za oksijeni hutolewa.

Photosynthesis ina jukumu muhimu katika kuhakikisha kuwepo kwa maisha duniani. Umuhimu wake wa kimataifa unaelezewa na ukweli kwamba photosynthesis ni mchakato pekee wakati nishati katika mchakato wa thermodynamic, kwa mujibu wa kanuni ya minimalist, haipatikani, lakini badala yake hujilimbikiza.

Kwa kuunganisha asidi ya amino muhimu kwa ajili ya ujenzi wa protini, mimea inaweza kuwepo kwa kujitegemea kwa viumbe vingine vilivyo hai. Hii inaonyesha autotrophy ya mimea (uhuru katika lishe). Wakati huo huo, wingi wa kijani wa mimea na oksijeni zinazozalishwa wakati wa photosynthesis ni msingi wa kusaidia maisha ya kundi linalofuata la viumbe hai - wanyama, microorganisms. Hii inaonyesha heterotrophy ya kundi hili la viumbe.

2. Kupumua. Mchakato huo ni kinyume cha usanisinuru. Hutokea katika chembe hai zote. Wakati wa kupumua, suala la kikaboni linaoksidishwa na oksijeni, na kusababisha kuundwa kwa dioksidi kaboni, maji na kutolewa kwa nishati.

3. Uhusiano wa chakula (trophic) kati ya viumbe vya autotrophic na heterotrophic. Katika kesi hii, nishati na vitu huhamishwa pamoja na viungo vya mnyororo wa chakula, ambao tulijadili kwa undani zaidi hapo awali.

4. Mchakato wa mpito. Moja ya michakato muhimu zaidi katika mzunguko wa kibiolojia.

Inaweza kuelezewa kimkakati kama ifuatavyo. Mimea huchukua unyevu wa udongo kupitia mizizi yao. Wakati huo huo, hupokea madini yaliyoyeyushwa ndani ya maji, ambayo hufyonzwa, na unyevu huvukiza zaidi au chini kwa nguvu kulingana na hali ya mazingira.

4.4.5. Mzunguko wa biogeochemical

Mizunguko ya kijiolojia na kibaolojia imeunganishwa - zipo kama mchakato mmoja, na kusababisha mzunguko wa vitu, kinachojulikana mzunguko wa biogeochemical (BGCC). Mzunguko huu wa vipengele unatokana na usanisi na kuoza kwa vitu vya kikaboni katika mfumo wa ikolojia (Mchoro 4.1) Sio vipengele vyote vya biosphere vinavyohusika katika BGCC, lakini ni biogenic tu. Viumbe hai vinaundwa nao; vitu hivi huingia katika athari nyingi na kushiriki katika michakato inayotokea katika viumbe hai. Kwa maneno ya asilimia, jumla ya vitu vilivyo hai katika biolojia ina vitu vifuatavyo vya biolojia: oksijeni - 70%, kaboni - 18%, hidrojeni - 10.5%, kalsiamu - 0.5%, potasiamu - 0.3%, nitrojeni - 0, 3% (oksijeni, hidrojeni, nitrojeni, kaboni zipo katika mazingira yote na ni msingi wa viumbe hai - 98%).

Kiini cha uhamiaji wa biogenic wa vipengele vya kemikali.

Kwa hiyo, katika biosphere kuna mzunguko wa biogenic wa vitu (yaani mzunguko unaosababishwa na shughuli muhimu ya viumbe) na mtiririko wa unidirectional wa nishati. Uhamiaji wa kibiolojia wa vitu vya kemikali huamuliwa hasa na michakato miwili inayopingana:

1. Uundaji wa viumbe hai kutoka kwa vipengele vya mazingira kutokana na nishati ya jua.

2. Uharibifu wa vitu vya kikaboni, unafuatana na kutolewa kwa nishati. Katika kesi hiyo, vipengele vya dutu za madini huingia mara kwa mara kwa viumbe hai, na hivyo kuwa sehemu ya misombo ya kikaboni, fomu, na kisha, wakati wa mwisho huharibiwa, wanapata tena fomu ya madini.

Kuna vipengele ambavyo ni sehemu ya viumbe hai, lakini havijaainishwa kuwa viumbe hai. Vitu kama hivyo vimeainishwa kulingana na sehemu yao ya uzani katika viumbe:

Macroelements - inayojumuisha angalau 10-2% ya wingi;

Microelements - vipengele kutoka 9 * 10-3 hadi 1 * 10-3% ya wingi;

Ultramicroelements - chini ya 9 * 10-6% ya wingi;

Kuamua mahali pa virutubisho kati ya vipengele vingine vya kemikali vya biosphere, hebu tuzingatie uainishaji unaokubalika katika ikolojia. Kulingana na shughuli zao katika michakato inayotokea katika biolojia, vitu vyote vya kemikali vimegawanywa katika vikundi 6:

Gesi nzuri - heliamu, neon, argon, krypton, xenon. Gesi ajizi si sehemu ya viumbe hai.

Vyuma vya heshima - ruthenium, radium, palladium, osmium, iridium, platinamu, dhahabu. Metali hizi huunda karibu hakuna misombo katika ukoko wa dunia.

Vipengele vya baiskeli au biogenic (pia huitwa wanaohama). Kikundi hiki cha vitu vya biolojia kwenye ukoko wa dunia huchukua 99.7% ya jumla ya misa, na vikundi 5 vilivyobaki - 0.3%. Kwa hiyo, wingi wa vipengele ni wahamiaji ambao huzunguka katika bahasha ya kijiografia, na sehemu ya vipengele vya inert ni ndogo sana.

Vipengele vilivyotawanyika vinavyojulikana na wingi wa atomi za bure. Wanaingia katika athari za kemikali, lakini misombo yao haipatikani sana kwenye ukanda wa dunia. Wamegawanywa katika vikundi viwili. Ya kwanza - rubidium, cesium, niobium, tantalum - huunda misombo katika kina cha ukoko wa dunia, na juu ya uso madini yao yanaharibiwa. Ya pili - iodini, bromini - kuguswa tu juu ya uso.

Vipengele vya mionzi - polonium, radon, radium, uranium, neptunium, plutonium.

Vipengele adimu vya ardhi - yttrium, samarium, europium, thulium, nk.

Mwaka mzima, mizunguko ya biokemikali ilianza mwendo wa tani bilioni 480 za maada.

KATIKA NA. Vernadsky alitunga kanuni tatu za biogeokemia zinazoelezea kiini cha uhamaji wa kibiolojia wa vipengele vya kemikali:

Uhamiaji wa kibiolojia wa vipengele vya kemikali katika ulimwengu daima hujitahidi kwa udhihirisho wake wa juu.

Mageuzi ya spishi kwa wakati wa kijiolojia, na kusababisha uundaji wa aina thabiti za maisha, huenda katika mwelekeo ambao huongeza uhamiaji wa kibiolojia wa atomi.

Kiumbe hai kiko kwenye ubadilishanaji wa kemikali unaoendelea na mazingira yake, ambayo ni sababu inayounda upya na kudumisha biosphere.

Wacha tuchunguze jinsi baadhi ya vitu hivi husogea kwenye biolojia.

Mzunguko wa kaboni. Mshiriki mkuu katika mzunguko wa kibaolojia ni kaboni kama msingi wa vitu vya kikaboni. Mzunguko wa kaboni hasa hutokea kati ya viumbe hai na dioksidi kaboni ya anga kupitia mchakato wa photosynthesis. Inapatikana kutoka kwa chakula na wanyama wanaokula mimea, na kutoka kwa wanyama wanaokula mimea na wanyama wanaokula nyama. Wakati wa kupumua na kuoza, kaboni dioksidi inarudishwa kwa angahewa; kurudi hutokea wakati madini ya kikaboni yanachomwa.

Kwa kutokuwepo kwa kurudi kwa kaboni kwenye anga, ingeweza kutumiwa na mimea ya kijani katika miaka 7-8. Kiwango cha mauzo ya kaboni ya kibaolojia kupitia photosynthesis ni miaka 300. Bahari zina jukumu kubwa katika kudhibiti maudhui ya CO2 katika angahewa. Ikiwa maudhui ya CO2 yanaongezeka katika angahewa, baadhi yake huyeyuka ndani ya maji, na kuitikia na calcium carbonate.

Mzunguko wa oksijeni.

Oksijeni ina shughuli nyingi za kemikali na huchanganyika na karibu vipengele vyote vya ukoko wa dunia. Inapatikana hasa kwa namna ya misombo. Kila chembe ya nne ya vitu hai ni atomi ya oksijeni. Karibu oksijeni yote ya molekuli katika anga ilitoka na inadumishwa kwa kiwango cha mara kwa mara kutokana na shughuli za mimea ya kijani. Oksijeni ya anga, imefungwa wakati wa kupumua na iliyotolewa wakati wa photosynthesis, inapita kupitia viumbe vyote vilivyo hai katika miaka 200.

Mzunguko wa nitrojeni. Nitrojeni ni sehemu muhimu ya protini zote. Uwiano wa jumla wa nitrojeni isiyobadilika, kama kipengele kinachounda maada ya kikaboni, na nitrojeni katika asili ni 1:100,000. Nishati ya dhamana ya kemikali katika molekuli ya nitrojeni ni ya juu sana. Kwa hiyo, mchanganyiko wa nitrojeni na vipengele vingine - oksijeni, hidrojeni (mchakato wa kurekebisha nitrojeni) - inahitaji nishati nyingi. Urekebishaji wa nitrojeni ya viwanda hutokea mbele ya vichocheo kwa joto la -500 ° C na shinikizo la -300 atm.

Kama unavyojua, anga ina zaidi ya 78% ya nitrojeni ya Masi, lakini katika hali hii haipatikani kwa mimea ya kijani. Kwa lishe yao, mimea inaweza tu kutumia chumvi za asidi ya nitriki na nitrous. Je, ni njia zipi ambazo chumvi hizi huundwa? Hapa kuna baadhi yao:

Katika biosphere, fixation ya nitrojeni inafanywa na vikundi kadhaa vya bakteria ya anaerobic na cyanobacteria kwa joto la kawaida na shinikizo kutokana na ufanisi mkubwa wa biocatalysis. Inaaminika kuwa bakteria hubadilisha takriban tani bilioni 1 za nitrojeni kwa mwaka kuwa fomu iliyofungwa (kiasi cha kimataifa cha urekebishaji wa viwanda ni takriban tani milioni 90).

Bakteria za kurekebisha nitrojeni kwenye udongo zinaweza kunyonya nitrojeni ya molekuli kutoka kwa hewa. Wanaimarisha udongo na misombo ya nitrojeni, hivyo umuhimu wao ni mkubwa sana.

Kama matokeo ya mtengano wa misombo yenye nitrojeni ya vitu vya kikaboni vya asili ya mimea na wanyama.

Chini ya ushawishi wa bakteria, nitrojeni hubadilika kuwa nitrati, nitriti, na misombo ya amonia. Katika mimea, misombo ya nitrojeni inashiriki katika awali ya misombo ya protini, ambayo hupitishwa kutoka kwa viumbe hadi kwa viumbe katika minyororo ya chakula.

Mzunguko wa fosforasi. Kipengele kingine muhimu, bila ambayo awali ya protini haiwezekani, ni fosforasi. Vyanzo vikuu ni miamba ya moto (apatites) na miamba ya sedimentary (phosphorites).

Fosforasi isokaboni inahusika katika mzunguko kama matokeo ya michakato ya asili ya uvujaji. Fosforasi inafyonzwa na viumbe hai, ambayo, pamoja na ushiriki wake, kuunganisha idadi ya misombo ya kikaboni na kuihamisha kwa viwango mbalimbali vya trophic.

Baada ya kumaliza safari yake kupitia minyororo ya trophic, fosfati za kikaboni hutenganishwa na vijidudu na kubadilishwa kuwa fosfati za madini zinazopatikana kwa mimea ya kijani kibichi.

Katika mchakato wa mzunguko wa kibaiolojia, ambayo inahakikisha harakati ya suala na nishati, hakuna nafasi ya mkusanyiko wa taka. Bidhaa za taka (yaani, taka) za kila aina ya maisha hutoa ardhi ya kuzaliana kwa viumbe vingine.

Kinadharia, usawa unapaswa kudumishwa kila wakati katika biosphere kati ya uzalishaji wa majani na mtengano wake. Walakini, katika vipindi fulani vya kijiolojia, usawa wa mzunguko wa kibaolojia ulifadhaika wakati, kwa sababu ya hali fulani za asili na majanga, sio bidhaa zote za kibaolojia zilichukuliwa na kubadilishwa. Katika visa hivi, bidhaa za ziada za kibaolojia ziliundwa, ambazo zilihifadhiwa na kuwekwa kwenye ukoko wa dunia, chini ya unene wa maji, sediment, na kuishia katika eneo la permafrost. Hivi ndivyo amana za makaa ya mawe, mafuta, gesi, na chokaa zilivyoundwa. Ikumbukwe kwamba hawachafui biosphere. Nishati ya Jua, iliyokusanywa wakati wa mchakato wa photosynthesis, imejilimbikizia madini ya kikaboni. Sasa, kwa kuchoma madini ya kikaboni yanayoweza kuwaka, mtu hutoa nishati hii.