Экология биологического круговорота
Химический состав живого вещества как следствие избирательного перемещения веществ в биологическом круговороте
Незамкнутость биологического круговорота
Звенья преобразования веществ в биологическом круговороте
Классификации круговоротов
Биологический круговорот в таежных сообществах
Хозяйственная деятельность и особенности биогеохимического цикла углерода в лесных экосистемах
Навигация
Химический состав живого вещества как следствие избирательного перемещения веществ в биологическом круговороте
Лесной тип биологического круговорота
75424
знака
4
таблицы
0
изображений
1.2 Химический состав живого вещества как следствие избирательного перемещения веществ в биологическом круговороте
Средний состав живого вещества заметно отличается от состава земной коры (табл. 1). В земной коре преобладают кислород, кремний, алюминий, железо. В живых организмах преобладают – углерод, водород, кислород, азот, кальций, фосфор. Локальное содержание элементов в земной коре определяется её строением, вулканической деятельностью, типом пород, характером их выветривания (Карпачевский, 2005).
Таблица 1 – Содержание главных элементов в земной коре (по В. Гольдшмидту)
| Элемент | Содержание, % | ||
| по массе | по объему | атомное | |
| O Si Al Fe Mg Ca Na K | 46,60 27,72 8,13 5,00 2,09 3,63 2,83 2,59 | 9,20 0,80 0,77 0,68 0,56 1,48 1,60 2,14 | 62,55 21,22 6,47 1,97 1,84 1,94 2,62 1,42 |
Наибольшая доля в составе живого вещества приходится на кислород (65-70%) и водород (10%). Остальные 20-25% представлены разнообразными элементами общим числом более 70. При этом большая доля (от 1 до 10%) приходится на такие элементы, как C, N, Ca.
Во второй группе (содержание 0,1-1%) находятся S, P, K, Si; в третьей группе (содержание 0,1-0,01%) – Fe, Na, Cl, Al, Mg. Эти же элементы составляют примерно 99,6% веществ слагающих земную кору и почву.
В составе живого вещества постоянно присутствуют рассеянные и редкие элементы, общим числом не менее 20.
Отдельные элементы почти целиком захватываются живым веществом, постоянно находясь в его различных формах. Таковы J, P и в большой мере К.
Существуют специфические организмы, обладающие способностью преимущественного накопления отдельных элементов в количествах более 10%. Ныне известна специфическая аккумулирующая роль организмов для 11 таких элементов: Si, Al, Fe, Ca, Mg, Ba, Mn, S, Sr, P, C.
Если сравнить средний состав организмов со средним составом земной коры, то можно видеть чрезвычайно важные для почвенных и геохимических процессов явления перераспределения химических элементов.
В составе растительных организмов в сравнении с составом земной коры увеличено в среднем содержание:
В десятки раз C, H.
В несколько раз N.
На десятки процентов О.
Вместе с тем для многих элементов вследствие избирательного накопления в растительном организме Н, О, N и С обнаруживается в сравнении с земной корой относительное уменьшение содержания:
В несколько раз P, S, Br, K.
В десятки раз: Cl, Ca, Mg, I, Cu, Mo.
В сотни раз: Na, Ba, Mg, Fe, Al, Si.
В тысячи раз: Cs, Ti, F.
В десятки тысяч раз: Ra.
В животных организмах в сравнении с земной корой увеличено содержание следующих элементов:
В десятки раз C, N, H.
В несколько раз P, S.
На десятки процентов O.
На сотые доли процента Cl.
Уменьшено по сравнению с составом земной коры содержание:
В несколько раз: Ca, Na, K.
В десятки раз: Zn, Br, Mg, As.
В сотни раз: Pb, Cu, F, Fe, B.
В тысячи раз: Mn.
В десятки тысяч раз: Si, Ti, Al.
Состав растительных и животных организмов, несмотря на близкое содержание ряда элементов, имеет существенные различия.
В животных организмах отмечается гораздо более высокая степень аккумуляции, чем в растительных, N, P, S, Cl, Ca. Вместе с тем животных организмах в сравнении с растениями меньше аккумулируется Si, Al, Mn (Ковда, 1973).
Отмеченные различия химического состава неживой природы и разных форм жизни (автотрофов и гетеротрофов) происходят из того, что при биогенном движении атомов происходит их преимущественное поглощение, либо наоборот игнорирование, на фоне высоких концентраций в неживой природе. Это связано напрямую с химией органических соединений. Те элементы, которые наиболее легко образуют химические связи с углеродом и накапливаются преимущественно в живых организмах (кислород и водород). Вторым фактором является доступность элемента в неживой природе. Чем меньше доступность элемента для биогенного цикла, тем меньше его вероятность вовлечения в него в химически активной форме.
При поступлении элементов в живое вещество начинается их дифференциация по степени биофильности на каждом из трофических уровней. Наиболее важные отличия заключаются в трофических уровнях продуцентов и консументов. Так консументы характеризуются меньшим содержанием кислорода и большим водорода, что отражает меньший редокс-потенциал их жидкой среды. Больше азота и серы, что отражает более высокую роль в метаболизме протеинов. Более высокое содержание фосфора и кальция обязано его накоплением в твердых скелетных тканях, выполняющих опорную функцию.
В продуцентах же более высокое содержание кислорода и меньшее водорода. Меньше азота. Больше магния, который необходим для хлорофилла. Выше содержание калия.
Отсюда у продуцентов и консументов различные биогеохимические функции. Однако доминирующую роль массы живого вещества Мировой суши образуют высшие растения. Масса наземных животных составляет около одного процента от фитомассы, что связано с быстрым рассеиванием энергии по трофическим цепям (Правило одного процента). По этой причине состав растительности суши обусловливает состав всего живого вещества Земли (Добровольский, 1998).
Похожие работы
... опять круговорот она может лишь в результате геологических процессов или путем извлечения живым веществом. Однако извлечь нужные живым организмам вещества из земной коры гораздо сложнее, чем из атмосферы. Интенсивность биологического круговорота в первую очередь определяется температурой окружающей среды и количеством воды. Так, например, биологический круговорот интенсивнее протекает во ...
... , являющихся защитными и выполняющих водоохранные, почвозащитные и другие полезные функции. В первую очередь резерваты были отведены на территории Катон-Карагайского государственного национального природного парка ЛГР №12-17. Ведение хозяйства в лесных генетических резерватах осуществляется в соответствии с Типовыми положениями, Лесным кодексом Республики Казахстан и другими нормативными актами. ...
... будет описываться гомеостатическим плато (рис. 6) – областью отрицательных связей, а при нарушении системы начинают преобладать обратные положительные связи, что может привести к гибели системы. Применительно к лесному фитоценозу гомеостаз характеризуется относительно постоянным числом эдификаторов и упрочением связей между всеми ярусами и видами, входящими в биогеоценоз, вселение «чужаков» в ...
... этой подстилки и условиях ее перегнивания. Положительная ролькак источника непосредственного питания и как мертвого покрова, защищающего почву от испарения влаги. 3. Функции и роль подстилки в экосистеме 3.1 Экологическая роль лесных подстилок в миграции техногенных загрязнителей Исследования миграции радиоактивных веществ показали, что после их поступления на поверхность лесной подстилки ...
0 комментариев