Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 8.4. Біологічний кругообіг речовин
Під біологічним кругообігом речовин розуміють надходження речовин і хімічних елементів з грунту й атмосфери до живих організмів, утворення в цих тілах нових складних сполук та їх повернення з організмів або продуктів їх розкладу до грунту й атмосфери (рис. 22). Біологічний кругообіг речовин - складний процес взаємозв'язку і взаємодії живих організмів як між собою, так і з навколишнім середовищем. Він складається з циклів різної тривалості, які по-різному впливають на ландшафт. Розрізняють сезонні, річні, багаторічні і вікові цикли біологічного кругообігу. Найкраще виражені річні цикли кругообігу, які складаються зі споживання елементів живлення окремими організмами або їх формаціями, а також поступового повернення новостворених органічних речовин до навколишнього середовища.
Найголовнішим джерелом енергії біологічного кругообігу є сонячна енергія. Завдяки сонячному випромінюванню в біосфері здійснюється один з найграндіозніших процесів - фотосинтез. Рослини поглинають енергію сонячного світла, за її допомогою засвоюють в своїх листях вуглекислоту і воду, розкладаючи їх на прості хімічні елементи. При цьому вуглець і водень рослини використовують на побудову своїх органічних тіл, а кисень, головним чином, виділяється ними в атмосферу. За участю кисню відбувається один з найважливіших життєвих процесів - дихання. Не менше значення має й інший процес, в якому бере участь кисень, - тління і гниття рослин, розклад мертвих тварин. При цьому складні органічні сполуки перетворюються в більш прості (вуглекислий газ, воду, азот таш.) так завершується біологічний кругообіг речовин. Елементи, які вивільнилися в процесі кругообігу речовин, служать вихідним матеріалом для наступного циклу кругообігу.
Рис. 22. Біологічний кругообіг речовини
Загальна кількість органічної речовини в екосистемах визначається, головним чином, природними особливостями території. Максимум нагромадження біомаси спостерігається в лісових біоценозах (табл. 9). У вологих тропічних лісах ця величина досягає 5000 ц/га і більше. Значно менша біомаса широколистяних і особливо хвойних лісів бореального поясу (1000-3300 Ц/га). Ще меншу біомасу мають трав'яні угруповання. Так, лучні степи дають у середньому 250 ц/га, а сухі степи - лише 100 ц/га.
Привертає до себе увагу відсутність прямої залежності між біомасою (загальною кількістю живої органічної речовини в наземній та підземній сферах рослинних угруповань) і опадом, тобто кількістю щорічно відмираючої органічної речовини на одиницю площі. Так, в лучних степах щорічний опад у два-три рази перевищує кількість опаду широколистяних лісів, хоча біомаса перших у 16 разів менша за біомасу цих лісів.
Таблиця 9. Показники біологічної продуктивності основних типів рослинності (за Л. Є. Родіним, Н. І. Базилевич, 1965 р.)
Типи рослинності |
Загальна кількість біомаси, ц/га |
Річний приріст, ц/га |
Опад, ц/га |
Лісова підстилка або трав'яні рештки минулих років, ц/га |
Відношення підстилки до опаду зеленої частини |
Арктичні тундри |
50 |
10 |
10 |
35 |
14 |
Чагарникові тундри |
280 |
25 |
24 |
835 |
92 |
Ялинники північної тайги |
1000 |
45 |
35 |
300 |
17 |
Ялинники середньої тайги |
2600 |
70 |
50 |
450 |
15 |
Ялинники південної тайги |
3300 |
85 |
55 |
350 |
10 |
Діброви |
4000 |
90 |
65 |
150 |
4 |
Степи лучні |
250 |
137 |
137 |
120 |
1,5 |
Степи сухі |
100 |
42 |
42 |
15 |
1 |
Пустельні |
43 |
12 |
12 |
- |
- |
Субтропічні листяні ліси |
4100 |
245 |
210 |
100 |
0,7 |
Савани |
666 |
120 |
115 |
13 |
0,2 |
Вологі тропічні ліси |
50001 |
325 |
250J |
20 |
0,1 |
Але не вся відмираюча органічна речовина зазнає перетворення, частина його нагромаджується на поверхні грунту у вигляді підстилки або трав'яної повсті. Найбільше нагромадження надземної органічної речовини спостерігається в чагарникових тундрах. Накопичення тут підстилки свідчить про низький рівень процесів розкладу органічної речовини, тобто про послаблення вивільнення енергії. У степах, саванах і вологих тропічних лісах, навпаки, весь опад дуже швидко мінералізується. Таким чином, за відношенням маси підстилки до кількості опаду зеленої частини можна робити висновок про інтенсивність розкладу органічної речовини.
Разом з кругообігом органічної речовини в процесі життєдіяльності рослинних організмів відбувається кругообіг хімічних елементів, вибірково захоплених рослинами з атмосфери, гідросфери і літосфери. Накопичення і динаміка азоту і зольних елементів у біологічному кругообігу визначається продуктивністю рослинних угруповань, процентним вмістом і хімічним складом золи рослин, які складають біоценоз.
Найбільша кількість азоту і зольних елементів міститься в рослинності вологих тропічних лісів (більше 10 000 кг/га), значним е вміст хімічних елементів у широколистяних лісах помірного поясу (5800 кг/га). У біомасі трав'янистої рослинності, порівняно з деревною, вміст азоту і зольних елементів знижується, але не пропорційно зміні кількості біомаси, оскільки, накопичуючи меншу біомасу, трав'яниста рослинність має більш високу зольність, ніж лісова рослинність. Тому в степовій зоні в грунт щорічно надходить у 5 разів більше хімічних елементів, ніж у ялинниках південної тайги, і в 2,5 рази більше, ніж у дібровах.
Узагальнюючи найважливіші риси біологічного кругообігу, необхідно зазначити, що в географічному аспекті від тундри до тайги, широколистяних лісів і степів відбувається збільшення величини річного приросту рослин, а також активізується інтенсивність біологічного кругообігу від азотного через азотно-кальцієвий до азотно-кремнієвого. У пустелях річна продукція органічної речовини різко знижується. В її біологічному циклі разом з азотом істотну роль відіграють галогени - хлор і натрій.
У поясі вологих субтропіків і тропіків річний приріст, ємність біологічного кругообігу зростає до максимальних величин. Біологічний кругообіг характеризується високою інтенсивністю, переважанням азотно-кремнієвого типу хімізму з участю алюмінію, заліза, марганцю. Кремнієві типи хімізму особливо поширені в екваторіальному поясі. Вони характерні для тропічних лісів, саван, рідколісь, трав'янисто-дерев'янистих формацій тугайного типу; в помірному поясі - властиві внутріконтинентальним степовим областям.
Отже, відповідно до зростанням впливу сонячної енергії на поверхню Землі від північних широт до південних відбувається збільшення біологічної продуктивності, інтенсивності і різноманітності типів хімізму біологічного кругообігу елементів.
Схожі статті
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 7.9. Болота
Болота - це надмірно зволожені із застійним водним режимом ділянки землі, на яких відбувається нагромадження органічної речовини у вигляді нерозкладаних...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 6. АТМОСФЕРА
6.1. Склад повітря Атмосфера - це легка газова оболонка, що оточує Землю. Незважаючи на свою невелику масу (5 1015 т), атмосфера займає найбільший об'єм...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 7.2. Кругообіг води
Серед численних рис і особливостей гідросфери слід особливо виділити рух. Гідросфера дуже динамічна. Рух є основою кругообігу води - грандіозного процесу...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 6.1. Склад повітря
6.1. Склад повітря Атмосфера - це легка газова оболонка, що оточує Землю. Незважаючи на свою невелику масу (5 1015 т), атмосфера займає найбільший об'єм...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 8.3. Жива речовина
Поняття про "живу речовину" було вперше розроблено В. І. Вернадським (1934,1936,1940 рр.). Під живою речовиною він розумів сукупність маси всіх...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 8.2. Виникнення і еволюція біосфери
Виникнення життя і біосфери є великою нерозв'язаною проблемою сучасного природознавства. Нині існують з цього приводу різні гіпотези, але їх суть можна...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 8.1. Загальні відомості
8.1. Загальні відомості Біосфера - загальнопланетарна оболонка, склад, будова й енергетика якої зумовлені минулою і сучасною діяльністю всієї сукупності...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 8. БІОСФЕРА
8.1. Загальні відомості Біосфера - загальнопланетарна оболонка, склад, будова й енергетика якої зумовлені минулою і сучасною діяльністю всієї сукупності...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.2. Хімічний і речовинний склад кори
Земна кора складається в основному з дев'яти елементів, на які припадає 99,79 % (табл. 1). Серед решти переважають титан, фосфор, марганець, фтор, сірка,...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 2.3. Методи фізичної географії
Фізична географія використовує у своїх дослідженнях різноманітні методи: експедиційний, стаціонарний, порівняльно-описовий, експериментальний,...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.6. Річний рух Землі та його наслідки
Земля рухається навколо Сонця за орбітою, яка мало відрізняється від кола. Ексцентриситет земної орбіти становить 0,017, середній радіус - 149,6 млн км....
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.5. Добове обертання Землі
Земля здійснює повний оберт навколо осі за 23 год 56 хв. 4 с. Кутова швидкість усіх точок на її поверхні однакова і становить 15 град/год. Лінійна...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.5. Землетруси
Зміст слова "землетрус" зрозумілий без пояснень - це трясіння землі. А точніше, землетруси - це раптові коливання земної кори, зумовлені різного роду...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.4. Вулкани
Одним з найяскравіших доказів постійного розвитку земної кори є вулкани. Вони і сьогодні досить поширені на Землі, а в минулому відіграли провідну роль у...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 7.11. Багаторічна мерзлота
Багаторічна мерзлота поширена в районах, де середні річні температури від'ємні, а атмосферних опадів дуже мало. У таких умовах грунти і гірські породи...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 5.3. Історія розвитку земної кори
За останніми даними вік найбільш давніх гірських порід земної кори досягає приблизно 3,8 млрд. років. Для визначення віку гірських порід у роках...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 7.8. Підземні води
Уся вода, що залягає нижче земної поверхні, дна водойм та водотоків, називається підземною. Вона проникає в земну кору на глибину 12-14 км. Вода заповнює...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 7.3. Світовий океан та його поділ
З космосу наша планета виглядає блакитною. Цей колір їй надають, разом з атмосферою, води океану, які за площею значно перевищують територію суші....
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 3.2. Основні риси будови Всесвіту
Наша Земля є маленькою складовою частиною єдиного матеріального світу, який називається Всесвітом. Всесвіт охоплює весь безмежний космічний простір і...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 7.1. Загальна характеристика
7.1. Загальна характеристика Природні води Землі формують її гідросферу. Вона включає в себе Світовий океан, води суші (ріки, озера, сніговий покрив і...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 7. ГІДРОСФЕРА
7.1. Загальна характеристика Природні води Землі формують її гідросферу. Вона включає в себе Світовий океан, води суші (ріки, озера, сніговий покрив і...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 6.10. Циклони та антициклони
Вихрові рухи дуже характерні для атмосфери. Серед багатьох безперервно виникаючих і згасаючих вихорів особливо виділяються своїми грандіозними розмірами...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 6.9. Повітряні маси і фронти
Повітряними масами називають порівняно однорідні за температурою і вологістю маси повітря, які поширюються на площі в декілька тисяч кілометрів і на...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 6.7. Загальна циркуляція атмосфери
Під загальною циркуляцією атмосфери розуміють сукупність основних видів повітряних рухів у нижній атмосфері, внаслідок яких здійснюється обмін великих...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 4.7. Рух Землі і календар
Основною одиницею вимірювання коротких відрізків часу є доба, яка визначається середньою тривалістю обертання Землі навколо осі. Для більших інтервалів...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 2.2. Географічна оболонка Землі
Основним об'єктом вивчення сучасної фізичної географи є географічна оболонка Землі - комплексна природна система, в якій межують, стикаються, проникають...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - Глава 1. ІСТОРІЯ ГЕОГРАФІЧНИХ ВІДКРИТТІВ ТА ДОСЛІДЖЕНЬ
1.1. Зародження географії в давньому світі Назва "географія" походить від грецьких слів ge - Земля і grapho - писати. Першим використав її в науковій...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 1.3. Епоха Великих географічних відкриттів
У XV ст. вчені вже були переконані, що Земля - це куля, а деякі з них стверджували, що нема на ній такого місця, куди б не могла проникнути людина. На...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 1.2. Стан географії в середні віки
Здавалося б, що успішний розвиток географії в попередні "віки створив добрі передумови для її подальшого утвердження в суспільстві. Проте швидке...
-
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 1.1. Зародження географії в давньому світі
1.1. Зародження географії в давньому світі Назва "географія" походить від грецьких слів ge - Земля і grapho - писати. Першим використав її в науковій...
Загальне землезнавство - Олійник Я. Б. - 8.4. Біологічний кругообіг речовин