Круговороты веществ в природе

При участии энергии Солнца на Земле постоянно осуществляются два круговорота веществ: большой, или геологический (БГК), в котором действуют абиотические факторы, и малый, биологический (МБК),осуществляемый живым веществом. Оба круговорота объединяются в единый биогеохимический круговорот. Большой, или геологический, круговорот можно проследить на примере круговорота воды.Малый биологический круговорот осуществляют живые организмы.

Представим биологический(биотический) круговорот в циклической форме.

Круговорот углерода

Углерод - главный элемент органических соединений. Главное значение в круговороте углерода имеют растения. Углекислый газ, содержащийся в атмосфере или в воде (в растворённом виде), растения усваивают в процессе фотосинтеза и превращают в органические соединения. Образованное растениями органическое вещество используется в пищу животными. Во всех живых организмах происходит дыхание - обратный процесс, возвращающий углекислый газ в атмосферу. Многие организмы используют углеродные соединения для образования твёрдых частей тела — раковин и скелетов. Из остатков морских животных образовались осадочные породы (известняки). Круговорот углерода замкнут не полностью. Углерод выводится из него в виде известняков и ископаемого топлива (торфа, угля, нефти, природного газа). При сжигании топлива углерод опять вовлекается в круговорот.

     Круговорот азота

 Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот, витаминов и других соединений. Основным источником азота служит атмосфера, в которой он находится в виде газа.В почву этот элемент поступает тремя путями.Некоторое количество азота превращается в доступную растениям нитратную форму при атмосферной фиксации (при разрядах молний).До недавнего времени основным путём поступления азота была биологическая фиксация некоторыми бактериями (например, клубеньковыми). В последнее столетие приблизительно такое же значение имеет промышленная фиксация. Образовавшиеся в почве соединения азота (нитраты и соли аммония) используются растениями для синтеза белков, которые разлагаются редуцентами до мочевины и аммиака. Нитрифицирующие микроорганизмы затем превращают эти вещества в доступную для растений нитратную форму. Замыкают круговорот денитрифицирующие бактерии, возвращающие азот в атмосферу.

Круговорот серы

Круговорот серы также тесно связан с живым веществом. Сера выбрасывается вулканами в атмосферу. Сульфидная сера окисляется в биосфере при участии многочисленных микроорганизмов до сульфатной серы почв и водоемов. Сульфаты поглощаются растениями, восстанавливаются ими до сульфидов и включаются в состав аминокислот.В организмах сера входит в состав аминокислот и белков, а у растений, кроме того, в состав эфирных масел и т. д. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в иле морей сопровождаются очень сложными превращениями серы.

При разрушении белков при участии микроорганизмов образуется сероводород. Далее сероводород окисляется либо до элементарной серы, либо до сульфатов. В этом процессе участвуют разнообразные микроорганизмы, создающие многочисленные промежуточные соединения серы.

Известны месторождения серы биогенного происхождения. Сероводород может вновь образовать «вторичные» сульфиды, а сульфатная сера создает гипс. В свою очередь, сульфиды вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию.