Что понимают под круговоротом веществ в природе почему он происходит кратко

Обновлено: 06.07.2024

повторяющийся циклический процесс превращения и перемещения отдельных химических элементов и их соединений. Происходил в течение всей истории развития Земли и продолжается в настоящее время. Всегда имеет место определённое отклонение в составе и количестве циркулирующего вещества, поэтому в природе нет полного повторения цикла. Это определяет поступательное развитие Земли как планеты. Особенно характерен круговорот веществ для геологической стадии развития, когда формировались осн. оболочки Земли. По масштабу проявления на первом месте находится геологический круговорот. Он представляет собой движение вещества по преимуществу во внутренних оболочках: подъём в результате восходящих тектонических движений и вулканизма; перенос его по горизонтали во внешних оболочках и аккумуляция; нисходящие движения – захоронение осадков, погружение в результате нисходящих тектонических движений. На глубине происходит метаморфизм, плавление вещества с образованием магмы и метаморфических горных пород. Основополагающую роль в создании географической оболочки играет круговорот воды.

Круговорот веществ - это когда растения поглощают из почвы воду и минеральные вещества, а потом к примеру олень поглощает это растение потом волк ест оленя и рано или поздно умирает и круговорот заканчивается

Круговорот веществ - это переход, перемещение и превращение веществ в природе. Обычно круговорот циклический, замкнутый. Некоторая часть веществ или элементов может выходить из круговорота. Причиной круговорота веществ является взаимодействие солнечной энергии и энергии нашей планеты.

Написать правильный и достоверный ответ;
Отвечать подробно и ясно, чтобы ответ принес наибольшую пользу;
Писать грамотно, поскольку ответы без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок лучше воспринимаются.

Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов.
1. Моряк. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии;
2. Аргонавт. На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли;
3. Мореход. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы;
4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.

Круговорот веществ в природе - это взаимосвязанные биологические, химические, физиологические процессы движения и видоизменения соединений, которые имеют повторяющийся характер.

Биогенные элементы

Для благоприятного функционирования всей биосферы и непрерывности ее процессов, внутри нее должны постоянно осуществляться обмены биогенных веществ, все элементы которых важны для жизни как таковой. В организмы живых существ входят те же составляющие, что и в воздух, воду, почву и минералы. Отличие только в том, что молекулы неживой природы просты и однотипны, а живые организмы состоят из множества атомов разных типов.

водород
кислород
сера
фосфор
углерод
азот
железо

Важно! Все процессы на планете взаимосвязаны, и основным условием существования жизни на планете является непрерывный оборот биогеохимических веществ.

Возникновение круговоротов

Активность живого вещества и энергетические потоки Солнца выступают движущими силами этого процесса. Они перераспределяют, концентрируют и перемещают огромное количество жизненно необходимых веществ между растениями, их корневыми системами и всеми существами на планете.

Важно! Энергия заключена в химических связях органических веществ, которая поглощена продуцентом, вследствие чего она циркулирует в круговороте.

Возникает циклический оборот энергии потому, что действует закон ее сохранения. Она не исчезает бесследно, а расходуется для жизни биосферы Земли, переходя из одного состояния в другое.

Переходят в виде пищи от организма к организму;
Выделяются в окружающий мир;
Снова приобщаются автотрофами в процессы жизнедеятельности организмов.

Структура природного цикла

Большой либо геологический
Малый либо биологический

Геологический

Испарение влаги;
Ее передвижение с воздушными потоками в состоянии пара;
Формирование облаков;
Осадки;
Подземный и поверхностный сток воды в Мировой океан.

По поверхности земной коры . Сток наполняет материковые водоемы, чьи воды стекаются в океаны. Эта вода содержит в себе растворенные химические элементы, частички почвы и гумуса.

Важно! По причине неконтролируемой вырубки лесов и безответственной деятельности человека в отношении ресурсов Земли, количество вод поверхностного стока растет с каждым годом. Это стало причиной многих экологических отклонений.

Оседает в верхних слоях земной коры . Вода впитывается и сохраняется на некоторое время в почвах для питания растений. Спустя время, переработанная в процессе фотосинтеза, она переходит в атмосферу в парообразном состоянии.
Проникает в более глубокие слои коры и образует подземные воды. Попадая в глубины Земли и заполняя ее трещины, вода вымывает растворенные минеральные вещества и доставляет их в океан.

Важно! Большой цикл круговорота никогда не повторяется в точности, как предыдущий, и проходит по спирали, а не по кругу.

Малый

Продуценты
Консументы
Запас энергии и полезных веществ
Редуценты

Все организмы вбирают в себя атомы биогенных веществ из гидросферы, литосферы и атмосферы;
В телах организмов проходят химические реакции с участием этих веществ;
После переработки микроэлементы выделяются в виде продуктов распада в окружающую среду;
Окружающий мир и все живые организмы планеты, черпая из него питательные вещества и выделяя их обратно в виде продуктов жизнедеятельности, создают общую экосистему.

Важно! Организованная таким образом жизнь на Земле продолжается уже миллионы лет. Если внести даже незначительные изменения в структуру, массу и в исходный химический состав живого вещества, можно необратимо повлиять на весь характер биологического цикла.

Восходящий поток образуется, благодаря взаимодействию окружающей среды с растениями. На этом этапе создается первичный продукт.
Нисходящий поток генерируется всеми уровнями экосистемы, которые преобразуют синтезированную продукцию в неорганические вещества.

Основные отличия круговоротов

Составляющими компонентами. В геологическом круговороте принимают участие химические вещества со всех уровней земной коры. Биологический - отличается взаимодействием только между биогенными элементами.
Длительностью . Цикл Малого оборота длится от года до сотни лет. Период Большого - тянется до сотен тысяч лет.
Движущей силой. Импульсом для геологического круговорота выступает вода, которая “путешествует” между сушей и водоемами. В Малом круговороте в этой роли выступают живые организмы, их продукты жизнедеятельности и питание.

Влияние человека

Человек, как существо биологическое, непосредственно втянут в круговорот веществ. Однако ему все труднее соблюдать баланс и кодекс невмешательства в основные природные процессы. Бесконтрольно потребляя ресурсы планеты, заполняя неперерабатываемыми отходами ее атмосферу и биосферу, человек неблагоприятно влияет на естественный круговорот. Таким образом он наносит вред себе в первую очередь. Так, излишки азотных удобрений, которыми люди щедро посыпают почвы, впитываются в глубокие слои почвы и смываются дождями с полей, попадая в воду. Так или иначе, нитраты попадают в организм человека через пищу и воду, вызывая рак и другие сбои в процессах жизнедеятельности. Необходимо помнить, что все на Земле взаимосвязано. Для гармоничной и продолжительной жизни нужно поддерживать баланс веществ в природе, учитывая особенности естественного круговорота. Для лучшего восприятия всей изложенной информации смотрите тематическое видео.

Круговорот веществ в природе – это повторяющиеся процессы перемещения и превращения веществ в природе, имеющие выраженный циклический характер. Существует три вида круговоротов веществ: большой (геологический), малый (биогеохимический) и техногенный (антропогенный или социальный).

Большой (геологический) круговорот происходит под влиянием внутренней энергии Земли. Это энергия радиоактивного распада изотопов химических элементов, образование минералов и горных пород, тектоническое движение земных плат, землетрясения, извержение вулканов, метаморфизм.

Малый биогеохимический круговоротосуществляется с участием живых организмов (растений, животных и микроорганизмов). Он осуществляется в пределах биосферы. Движущей силой этого вида круговорота - солнечная энергия, которая порождает фотосинтез. В его основе лежат также процессы дыхания, питания, метаболизма, размножения, смерти и разложения мертвой (дентритной) биомассы.

Любыеэлементы или их соединения, необходимые для жизнедеятельности организмов, их роста и размножения, называются питательными веществами. Они включают как органические вещества,(жиры белки, углеводы) , так и неорганические (углекислый газ, кислород, ионы нитратов, фосфатов, железа, меди и других микроэлементов). Около 40 элементов и их соединений являются наиболее важными для живых организмов. Эти элементы, необходимые в больших количествах, называются питательными макроэлементами. К ним относятся углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, кальций, магний, калий. Они составляют 97% массы человеческого тела и более 95% массы всех живых организмов. Около 30 других элементов, необходимых дляжизни в небольших или незначительных количествах, называют микроэлементами.Это железо, медь, цинк, йод и прочие

Большинство элементов на Земле находится в состоянии, не пригодном для прямого использования живыми организмами. К счастью, элементы и их соединения. Большинство элементов на Земле находится в состоянии, не пригодном для прямого использования живыми организмами. К счастью, элементы и их соединения, необходимые в качестве питательных веществ для поддержания жизни, пребывают в постоянном круговороте в биосфере и способны преобразовываться в необходимые для поглощения формы в результате целого комплекса биологических, геологических и химических процессов. Такой переход питательных элементов от неживой природы (из запасов атмосферы, гидросферы и земной коры) к живым организмам и обратно в неживую среду происходит в биогеохимических круговоротах (био означает "жизнь", гео - "земля", а слово химический подразумевает переход материи из одной формы в другую).

Биогеохимический круговорот можно представить в виде блочной модели:

Три активных блока составляют обменный фонд элементов. Два добавочных блока составляют резервный фонд элементов. Между активными блоками обмен происходит с высокой скоростью. Обмен между добавочными блоками и остальной частью биосферы замедлен. По В.И.Вернадскому биогенные элементы в биосфере совершают биогеохимические циклы, взаимосвязанные между собой и формирующие в совокупности устойчивую структуру биосферы.

Существуют два основных типа биогеохимических круговоротов: круговороты газообразных веществ и осадочные циклы. Круговороты газообразных веществ - это перемещение питательных элементов от атмосферы и гидросферы к живым организмам и обратно. Как правило, циклы этих круговоротов быстротечны и длятся всего несколько дней. Основными газообразными циклами являются круговороты углерода, кислорода, водорода и азота.

Осадочные циклы включают движение питательных элементов между земной корой (почвами и горными породами), гидросферой и живыми организмами. Скорость перемещения элементов в этих циклах намного медленнее, чем в газообразных круговоротах, составляющие элементы горных пород могут находиться в них в течение тысяч и миллионов лет. Существует более 36 питательных элементов, участвующих в осадочных циклах. Главными их них являются круговороты фосфора и серы.

Вмешательство человека в эти круговороты непрерывно возрастает в результате промышленной деятельности - наиболее важного элемента экономического развития. Систематизирующим стержнем всей промышленности является химическая и сопряженные с ней отрасли (черная и цветная металлургия, алюминиевая, нефтехимическая промышленность и т.д.), связанные с использованием химических процессов. К сожалению, промышленность вносит и основной вклад в истощение природных ресурсов, загрязнение и накопление вредных отходов и т.д. Например, в химической промышленности России ежегодно образуется около 20 млн. т твердых отходов, из которых утилизируется менее одной трети. Особо опасные хлорорганические отходы составляют более 80 тыс. т в год. В 1991 г. химическими предприятиями России выброшено в атмосферу 530 тыс. т вредных веществ и сброшено в открытые водоемы 1,4 млрд. м 3 загрязненных сточных вод. Это ведет к деградации окружающей среды, заключающейся в превышении способности природы к растворению и разложению загрязнений и ведет, согласно первому закону экологии к

непредсказуемым последствиям. Примером могут служить наводнения в Западной Европе вследствие изменения климатических условий, появление озоновых дыр, мутантов, сокращение средней продолжительности жизни и т.д.

Человечество осознало необходимость перехода к новой модели развития - модели устойчивого развития, которая бы должным образом учитывала баланс экономических и экологических интересов и была основана, в частности, на основополагающем законе экологии: любое производимое нами вещество не должно нарушать ни один природный биогеохимический цикл.

Техногенный (антропогенный или социальный) круговорот обусловлен хозяйственной деятельностью человека. В нем можно выделить две составляющие:

- биологическую, связанную с функционированием человека как живого организма;

- техногенную, связанную с хозяйственной деятельностью человека.

Антропогенный характер присущ миграционным циклам металлов.

Биогеохимический круговорот можно представить в виде блочной модели:

- биологическую, связанную с функционированием человека как живого организма;

Круговорот веществ в природе обеспечивает возможность жизни как таковой, ибо за счет него становится возможным удаление вещества из системы или него поступление в систему, при этом данная система может длительное время находиться в равновесном состоянии.

Биогенные элементы

Часть земной оболочки, занятая растительными и животными организмами образует биосферу. В процессе деятельности живых организмов в биосфере образуются минералы и различные природные вещества. Для полноценного функционирования биосферы и поддержания непрерывности ее процессов, внутри нее должны постоянно осуществляться обмены биогенных веществ, все элементы которых важны для жизни как таковой. В организмы живых существ входят те же составляющие, что и в воздух, воду, почву и минералы. Известно около 90 химических элементов в составе земной коры. В составе живых организмов обнаружено около 70 химических элементов периодической системы. Отличие только в том, что молекулы неживой природы просты и однотипны, а живые организмы состоят из множества атомов разных типов. Химические элементы, находящиеся в живом организме и обладающие выраженной биологической ролью – называются биогенными элементами.

Биогенные элементы — это химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и необходимые им для жизнедеятельности. В живых клетках обычно обнаруживаются следы почти всех химич. элементов, присутствующих в окружающей среде, однако для жизни необходимы около 20.

Важнейшие биогенные элементы — кислород (составляет ок. 70% массы организмов), углерод (18%), водород (10%), азот, кальций, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий.

Возникновение круговоротов

Биологическая активность живого вещества и энергия излучения Солнца выступают движущими силами этого процесса. Они перераспределяют, концентрируют и перемещают огромное количество жизненно необходимых веществ между растениями, их корневыми системами и всеми существами на планете.

Движение вещества происходит во внутренних оболочках земли, их подъём в результате восходящих тектонических движений и вулканизма, перенос веществ по горизонтали во внешних оболочках и аккумуляция, погружение в результате нисходящих тектонических движений. На большой глубине происходит метаморфизм, плавление вещества с образованием магмы и метаморфических горных пород.

Структура природного цикла

Вся жизнь на нашей планете следует законам глобального круговорота веществ, который можно разделить на две основные составляющие. Они отличаются характером и механизмом происходящих в них процессах. Различают два основных цикла:

Большой (геологический)
Малый (биогеохимический)

Рассмотрим их подробнее:

Геологический круговорот

Этот вид также называют круговоротом воды в природе, где жидкость постоянно циркулирует между сушей и океаном. Основополагающую роль в создании географической оболочки нашей планеты играет круговорот воды.

Вода является наиболее распространенным и очень важным химическим соединением, поэтому круговорот веществ в природе мы самым подробным образом рассмотрим на примере круговорота воды. Дополнительно отметим, что вода фактически формирует все биогеохимические циклы в природе, она содержится во всех компонентах биосферы — в атмосфере, гидросфере, литосфере и в составе всех организмов. При потере организмом 10% воды наступает его самоотравление. Нагревание воды, ее испарение и конденсация представляют собой вторую после фотосинтеза форму накопления и перераспределения солнечной энергии на Земле и в биосфере.

Уменьшение площади растительного покрова приводит к уменьшению процессов транспирации (испарения) воды на участках суши, что в свою очередь снижает количество осадков на данной территории. Вода участвует в круговороте веществ и через ее вхождение в состав организмов, и через выделение в окружающую среду после гибели этих организмов. Попадая в состав осадочных пород в составе неразложившегося вещества, вода удаляется из круговорота на длительное геологическое время, когда эти вещества могут оказаться на поверхности и за счет горообразовательных процессов подвергнуться превращениям. Благодаря круговороту воды реализуется частично круговорот двух важнейших химических элементов — водорода и кислорода. Велика роль воды и как реагента в процессах фотосинтеза, что является одной из составных частей процессов круговорота воды.

Мировой баланс воды в историко-геологическом масштабе достаточно постоянен, а отдельно взятые локальные водные балансы (для конкретного региона) могут значительно колебаться. В геологическом масштабе времени обнаружены частые нарушения равновесия баланса океанических и континентальных вод, с чем связаны значительные изменения климата планеты. В режиме континентального увлажнения существует цикл 1800-2000 лет. В настоящее время (по мнению ряда ученых) планета находится в переходном состоянии от очень влажной континентальной фазы к более сухой, что предполагает тенденцию передачи воды от континентов океану. Наблюдения последних 80 лет показывают, что уровень океанических вод ежегодно увеличивается на 1,2 мм.

Велика роль воды в жизнедеятельности человека, который является и водопользователем, и водопотребителем.

Водопользование — это такое использование воды, при котором она остается в водоемах (например, как транспортное средство — речной и морской транспорт, лесосплав; как механический источник энергии — гидроэнергетика).

Водопотребление — использование воды, при котором она извлекается из водоемов. Им является применение воды в сельском и жилищно-коммунальном хозяйстве, различных отраслях промышленности, атомной и теплоэнергетике. В процессе водопотребления образуются сточные воды, которые без должной очистки загрязняют природные воды. Водопользование также сопровождается загрязнением природных вод за счет попадания в них разных соединений, используемых в водном транспорте, и отходов транспорта и гидроэнергетики.

Водопотребление требует пресной воды определенного качества. Большую роль для человека играет питьевая вода, к свойствам которой предъявляются особые требования, поэтому природные воды подвергаются специальной водоподготовке. На Земле пресные воды составляют 2% от общих запасов воды (1,5 х 109 км 3 — общий запас воды), а в доступной для использования человеком форме — только 0,01% от общих запасов воды на планете.

Нерациональное использование воды, ее загрязнение за счет неправильного водопользования и нарушение круговорота воды грозит человечеству экологической катастрофой.

Нарушение человеком естественных процессов круговорота воды связано с уничтожением лесов, ростом городов, интенсивной ирригацией и мелиорацией, увеличением пыли и газов, загрязняющих воздух и вызывающих различные эффекты (тепличный, похолодания и др.), тепловое и другие виды физических загрязнений.

Малый круговорот

Он представляет собой обмен полезными веществами в пределах всей биосферы Земли с компонентами веществ из литосферы, атмосферы и гидросферы. Малый круговорот — биотический, часть большого круговорота, происходит на уровне биоценоза (неорганические вещества участвуют в образовании органических), представляет собой перенос вещества по трофическим (пищевым) цепочкам. В нем участвуют:

Продуценты
Консументы
Редуценты

Продуценты преобразуют простые неорганические вещества в сложные органические соединения. Консументы модифицируют или производят еще более более сложные соединения. Редуценты выделяют биологические вещества, которые разлагают сложную органику и освобожденные вещества опять включаются в оборот.

Круговорот кислорода. Этот необходимый для жизни газ содержится в атмосфере, вырабатывается растениями в результате фотосинтеза. Из воздуха кислород поступает через дыхательные пути в организм живых существ, освобождается и снова поступает в атмосферу.

Круговорот азота. Азотные соединения выделяются при распаде веществ, впитываются в почву, поступают в растения, а затем выделяются из них в виде аммиака или ионов аммония.

Рассмотрим более подробно малый круговорот на примере углерода. Продуценты улавливают углекислый газ из атмосферы и переводят его в органические вещества, консументы поглощают углерод в виде органических веществ с телами продуцентов и консументов низших порядков, редуценты минерализуют органические вещества и возвращают углерод в атмосферу в виде углекислого газа. В Мировом океане круговорот углерода усложнен тем, что часть углерода, содержащегося в мертвых организмах, опускается на дно и накапливается в осадочных породах. Эта часть углерода выключается из биологического круговорота и поступает в геологический круговорот веществ.

Основные отличия круговоротов

Большой круговорот — это круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу. Влага, испарившаяся с поверхности Мирового океана (на что затрачивается почти половина поступающей к поверхности Земли солнечной энергии), переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде поверхностного и подземного стока.

Большой круговорот обусловлен солнечной энергией, он обеспечивает перераспределение вещества между биосферой и глубокими горизонтами Земли. Горные породы, неорганические вещества, все переносится водой, но процессы длятся миллионы лет. Горные породы подвергаются разрушению, выветриванию, а продукты выветривания, в том числе растворимые в воде питательные вещества, сносятся потоками воды в Мировой океан. Границы геологического круговорота значительно шире границ биосферы и в его процессах живые организмы играют второстепенную роль. Тепло земли и радиация солнца — основные двигатели геологического круговорота.

Малый круговорот веществ в биосфере, в отличие от большого, совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения. Этот круговорот для жизни биосферы — главный, и он сам является порождением жизни.

Круговорот того или иного химического вещества из неорганической среды через растительные и животные организмы и обратно в неорганическую среду с использованием энергии Солнца и химических реакций называется биогеохимическим циклом. Биохимический цикл является частью биологического круговорота.

Изменяясь, рождаясь и умирая, живое вещество поддерживает жизнь на нашей планете, обеспечивая биогеохимический круговорот веществ. Главным источником энергии малого круговорота является солнечная радиация, которая порождает фотосинтез.

Влияние человека

Человек, как часть биосистемы, непосредственно втянут в круговорот веществ. Однако нам все труднее соблюдать баланс и обеспечивать невмешательство в основные природные процессы. Бесконтрольно тратя ресурсы планеты, заполняя трудноразлагаемыми отходами ее атмосферу и биосферу, человек неблагоприятно влияет на естественный круговорот. В первую очередь, таким отношением, человечество наносит вред самому себе. Так, излишки азотных удобрений, которыми люди щедро удобряют почву для повышения урожайности, впитываются в глубокие слои почвы и смываются дождями с полей, попадая в реки и озера и далее в Мировой океан. Так или иначе, нитраты попадают в организм человека через пищу и воду, вызывая рак и другие нарушения в процессах жизнедеятельности.

Важно осознавать, что все процессы на Земле взаимосвязаны. Для гармоничного и непрерывного развития нужно поддерживать баланс веществ в природе, своевременно решать возникающие экологические проблемы, учитывать особенности естественного круговорота.

Читайте также: