ЭКОЛОГИЯ

между различными компонентами биосферы, обусловленные жизнедеятельностью организмов.
Процессы обмена включают

в себя преобразование и перемещение веществ в природе.
«био» относится к живым организмам,
«гео» относится к косным веществам и окружающей среде.

В результате все химические элементы входят то в состав органических веществ (живое вещество), то в состав неорганических веществ (неживое, косное вещество).

mhtu.ru

среды избирательно поглощаются и накапливаются в живом веществе (биомассе), трансформируются

и выводятся во внешнюю среду.
Скорость и направления движения элементов в БГХ-циклах определяются потоками энергии в экосистеме.

mhtu.ru

Он является основателем научной дисциплины «Биогеохимия».
Под его руководством была создана

первая биогеохимическая лаборатория (ныне Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН).

mhtu.ru

Биогеохимия — раздел геохимии, изучает геохимические процессы, протекающие в биосфере Земли при участии живых организмов.

части или два «фонда»:
1) обменный (подвижный) фонд – масса элемента

(или вещества), которая участвует в быстром обмене между организмами и средой обитания.
2) резервный фонд – большая масса элемента (или вещества), которая медленно движется в биогеохимическом цикле.

Например, в цикле углерода резервным фондом является атмосфера и океан.

Биогеохимические циклы подразделяют на два типа:
круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере (океане) [более устойчивые циклы];
осадочный цикл с резервным фондом в земной коре [менее устойчивые циклы].

mhtu.ru

экосистеме участвуют три активных блока:
живые организмы,
мертвое органическое вещество

(детрит),
доступные неорганические соединения в среде.

экосистеме участвуют три активных блока:
живые организмы,
мертвое органическое вещество

(детрит),
доступные неорганические соединения в среде.

Доступные неорганические соединения в среде
Э-мин

Э-мин – элемент в составе неорганического вещества,
Э-орг – элемент в составе органического вещества.

экосистеме участвуют три активных блока:
живые организмы,
мертвое органическое вещество

(детрит),
доступные неорганические соединения в среде.

Биомасса живых организмов
Э-орг

Доступные неорганические соединения в среде
Э-мин

Э-мин – элемент в составе неорганического вещества,
Э-орг – элемент в составе органического вещества.

ассимиляция и продукция

Неорганические соединения используют для синтеза органических веществ в основном растения.

экосистеме участвуют три активных блока:
живые организмы,
мертвое органическое вещество

(детрит),
доступные неорганические соединения в среде.

Биомасса живых организмов
Э-орг

Доступные неорганические соединения в среде
Э-мин

Э-мин – элемент в составе неорганического вещества,
Э-орг – элемент в составе органического вещества.

ассимиляция и продукция

дыхание и выделение

Неорганические соединения используют для синтеза органических веществ в основном растения.

экосистеме участвуют три активных блока:
живые организмы,
мертвое органическое вещество

(детрит),
доступные неорганические соединения в среде.

Биомасса живых организмов
Э-орг

Доступные неорганические соединения в среде
Э-мин

Э-мин – элемент в составе неорганического вещества,
Э-орг – элемент в составе органического вещества.

ассимиляция и продукция

Органический детрит
Э-орг

дыхание и выделение

гибель и выделение

экосистеме участвуют три активных блока:
живые организмы,
мертвое органическое вещество

(детрит),
доступные неорганические соединения в среде.

Биомасса живых организмов
Э-орг

Доступные неорганические соединения в среде
Э-мин

Э-мин – элемент в составе неорганического вещества,
Э-орг – элемент в составе органического вещества.

ассимиляция и продукция

Органический детрит
Э-орг

дыхание и выделение

гибель и выделение

питание детритоедов

экосистеме участвуют три активных блока:
живые организмы,
мертвое органическое вещество

(детрит),
доступные неорганические соединения в среде.

Биомасса живых организмов
Э-орг

Доступные неорганические соединения в среде
Э-мин

Э-мин – элемент в составе неорганического вещества,
Э-орг – элемент в составе органического вещества.

ассимиляция и продукция

Органический детрит
Э-орг

дыхание и выделение

гибель и выделение

питание детритоедов

разложение

сжигание

экосистеме участвуют три активных блока:
живые организмы,
мертвое органическое вещество

(детрит),
доступные неорганические соединения в среде.

Биомасса живых организмов
Э-орг

Доступные неорганические соединения в среде
Э-мин

Э-мин – элемент в составе неорганического вещества,
Э-орг – элемент в составе органического вещества.

ассимиляция и продукция

Органический детрит
Э-орг

дыхание и выделение

гибель и выделение

питание детритоедов

разложение

сжигание

Временно недоступные неорганические вещества (осадочные породы)
Э-мин

имеют круговороты таких элементов, как
кислород, водород, углерод, азот, сера,

фосфор,
входящие в состав любого живого вещества.
БГХ-цикл азота – пример сложного и сбалансированного цикла газообразного вещества.
БГХ-цикл фосфора – пример осадочного с менее совершенной регуляцией круговорота.
БГХ-цикл серы – пример функциональной связи между атмосферой, водой и земной корой, т.к. сера активно циркулирует в каждом из этих резервуаров и между ними.
В круговоротах азота и серы ключевую роль играют микроорганизмы.

важнейших биоорганических молекул, формирующих структуру клеток и определяющих их функционирование

и наследование.
Поэтому активность и сбалансированность БГХ-цикла азота крайне важна для нормального существования экосистем.

атмосфера.

Большинство организмов в биосфере не могут непосредственно использовать газообразный молекулярный

азот (N2).

атмосфера.

Большинство организмов в биосфере не могут непосредственно использовать газообразный молекулярный

азот (N2).

Растения усваивают азот только в составе нитрат-ионов (NO3-) либо ионов аммония (NH4+).
Нитрат-ионы образуются в результате следующих физико-химических и биологических процессов, обозначенных на схеме:

- пример важной экологической роли симбиоза.
Бобовые растения создают благоприятные

условия для бактерий, которые осуществляют энергозатратный процесс фиксации атмосферного азота в виде нитратов и аммония. Эти формы азота доступны как хозяевам (бобовым растениям), так и другим растениям в данной экосистеме.

окисление аммония до нитрит-ионов и далее до нитрат-ионов. Каждый процесс

осуществляется при участии определенных групп бактерий.

растворов из окружающей среды и в процессе фотосинтеза образуют органические

вещества, содержащие в том числе и азот (N-орг).

веществ растительного или животного происхождения по типичным пищевым цепям.

органического вещества с образованием ионов аммония) при непосредственном участии микроорганизмов.

цикла азота происходит в процессе жизнедеятельности бактерий-денитрификаторов рода Pseudomonas.
При

этом нитраты восстанавливаются до свободного азота и кислорода в анаэробных условиях.

и оказывается в распоряжении всех живых организмов, т.е. циркулирует в

пределах экосистемы без привлечения резервного фонда.

АТФ и АДФ, являющихся универсальными аккумуляторами и переносчиками энергии в

клетках растений и животных.

воды) и в процессе биосинтеза включают фосфор в состав органических

веществ, образующих биомассу растений.
Животные, поедая растения, получают фосфор в органической форме.
В процессе разложения детрита фосфор постепенно переходит в из органических соединений в фосфаты.

в горных породах.
Естественный биогеохимический круговорот фосфора несбалансирован.

серы, доступный живым организмам (в первую очередь растениям) – сульфаты

(SO42-). Они растворимы в воде и легко доступны для растений.

процессе биосинтеза включают серу в органическое вещество (аминокислоты).
Животные, поедая

растения, получают серу в органической форме.
В процессе разложения детрита сера постепенно переходит в из органических соединений в сульфаты (в присутствии кислорода) или в сульфиды (в бескислородных условиях).

микроорганизмов (МО)

состав любого органического вещества.

Резервный фонд углерода в биосфере - карбонаты

(известняк) и подвижная форма – углекислый газ (СО2) в атмосфере и океане.

93% углекислого газа находится в океане.
В океане существует карбонатная система – сумма всех неорганических растворенных соединений углерода (углекислый газ СО2, угольная кислота и продукты ее диссоциации)