Toate organismele vii sunt în proces de viață sunt în interacțiune constantă și activă cu mediul înconjurător. Esența acestei interacțiuni este schimbul de materie și energie. funcțiile ecosistemelor vitale și circulația substanțelor în posibilă numai în cazul în care o aprovizionare constantă de energie. Principala sursă de energie de pe Pamant - radiatia solara. energie solară este transformată de organisme fotosintetice în energie chimică a compușilor organici. Transferul de energie în lanțurile alimentare se supune a doua lege a termodinamicii: transformarea unei forme de energie într-o altă parte a energiei se pierde. Astfel, redistribuirea acestuia se supune o regularitate strictă: ecosistemul energiei primite și producătorii de digerare, dispersate sau împreună cu biomasa lor consuments ireversibil transferate mai întâi, ordinele de a doua și alte, și apoi fluxul de energie descompunatori cădere la fiecare nivel trofic. În legătură cu acest ciclu de energie nu se întâmplă.
Spre deosebire de energia utilizată în ecosistemul o dată, mai multe substanțe sunt utilizate din cauza consumului lor și de conversie are loc într-un cerc. Acest ciclu se realizează de către organismele vii ecosistem (producătorii, de către consumatori, descompunători) și se numește ciclul biologic al substanțelor. În cadrul ciclului biologic înseamnă aportul de elemente chimice din sol și atmosferă în organisme, în care elementele de intrare sunt transformate în noi compuși complecși de viață, și returnarea acestora solul și atmosfera în procesul de viață.
Teren de mediu și sistemul de ocean și cravată redistribuie energia solară, carbon, atmosfera, umiditate, oxigen, hidrogen, fosfor, azot, sulf, calciu și alte elemente. Activitatea vitală a organismelor vegetale (producători) și interacțiunile lor cu animalele (de către consumatori), microorganisme (descompunători) și mecanismul nonliving furnizat de stocare a energiei solare și redistribuirea curge spre pământ.
Cel mai important aspect al vieții pe pământ sunt cicluri (cicluri biogeochimice), care implică elemente chimice biogene de apă și de bază - C, H, O, N, P, S, Fe, Mg, Mo, Mn, Cu, Zn, Ca, Na ., K, etc. Toate ciclurile constau din două faze, organicul (în timpul căreia materialul sau elementul este compus din organisme vii) și anorganică. tranziții succesive ale unei substanțe de la o fază la alta apar de mai multe ori. Astfel, de exemplu, anual acesta trece prin faza organică și a revenit la porțiunea anorganică a 1/7 a dioxidului de carbon și 1/4500 al atmosferei de oxigen; se estimează că toată apa se întoarce peste două milioane de ani.
Ca un exemplu, ia în considerare ciclul de azot - unul dintre cele mai importante elemente chimice ale organismelor vii. Azotul este cărămizile de proteine, acizi nucleici, componenta ATP, clorofila, hemoglobină, etc.
Azotul este circulat în biosferă este extrem de inegală. În sol, acesta conține doar 0.02 la 0,5%, iar apoi numai prin activitățile de microorganisme, unele plante și substanțe organice degradabile. În același timp, milioane de tone de azot din atmosferă, trebuie doar să apăsați pe suprafața Pământului. Deasupra fiecare hectar de sol, la figurat vorbind, „agățat“ la 80 mii. Tone de acest element. În ciuda faptului că azotul din atmosferă este foarte mult (78%), cele mai multe dintre plantele nu sunt în măsură să-l asimileze în starea moleculară. „Elements of Life“ devine doar azot din compuși chimici - nitrați solubili și săruri de amoniu. Cu toate acestea legate de azot (cel puțin în oxizi simpli la) în aer nu.
O excepție este livrarea de azot din atmosferă, ca urmare a emisiei de transport rutier de centrale termice, boilere, instalații industriale. Arderea combustibililor fosili (petrol, cărbune, gaze naturale) sunt eliberate de oxid de azot (N2 0, N02) în atmosfera Pământului, care poluează mediul.
În mod direct o atmosferă de azot capabilă să utilizeze doar câteva organisme procariote (pre-nucleare) - unele tipuri de bacterii si cianobacterii. Plantele superioare pot folosi azot numai prin relații simbiotice cu organisme procariote azotfiksiruyushimi - bacterii noduli care colonizează țesuturile de rădăcinile plantelor leguminoase, cum ar fi alune, soia, linte, fasole, lucernă, trifoi, lupin și alte tipuri de fixare a azotului atmosferic. ele furnizează compuși cu azot din plante gazdă disponibile pentru a-l sub formă de nitrați și nitriți.
Substanțe moarte care conțin azot organic (proteine, acizi nucleici, uree) ammonifiers se descompun pentru a forma amoniac. Este ușor solubil în apă. O parte din ea poate fi absorbită direct de plante, o parte din sol spălat, iar amoniacul rămas este expus ca rezultat al procesului de specialitate nitrificare bacteriene - oxidarea compușilor care conțin azot. rădăcinile plantelor nitrit preparat și nitrat format în timpul reacției
În natură, procesul invers se realizează și - nitriți de recuperare și nitrați în produsul azot gazos - denitrificarea In acest proces, bacteriile denitrificatoare redus NO3 ion - N2. Denitrificare are loc în mai multe etape:
Astfel, în timpul azotul denitrificare fix scos din sol și apă și a revenit în atmosferă sub formă de gaz de azot. Denitrificarea închide ciclul de azot și previne acumularea oxizilor săi, sunt toxice la concentrații ridicate.
circulația substanțelor nu este închis complet. O parte din substanțele organice și anorganice transportate în afara ecosistemului, și în același timp, stocurile pot fi completate cu o intrare din exterior. În unele cazuri, un anumit grad de un ciclu care se repetă de substanțe cicluri de reproducere ajunge la 90-98%. închiderea incompletă a ciclurilor în scara de timp geologic duce la acumularea de elemente în diferitele zone naturale ale Pământului. Deci acumula minerale - cărbune, petrol, gaze naturale, calcar, etc.
