जैविक चक्र। जैविक चक्र में जीवों की भूमिका। जीवमंडल में पदार्थों का चक्र, भूवैज्ञानिक और जैव रासायनिक प्रजातियों, जीवों का महत्व जैविक चक्र में कौन से जीव शामिल हैं

जीवमंडल हमारे ग्रह का बाहरी आवरण है, इसमें सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं होती हैं, इसके मुख्य भू-मंडलों में से एक। जीवमंडल में पदार्थों का संचलन कई शताब्दियों से वैज्ञानिकों के ध्यान का विषय रहा है और अभी भी बना हुआ है। पदार्थों के संचलन के लिए धन्यवाद, पृथ्वी पर सभी जीवन के लिए एक वैश्विक रासायनिक विनिमय बनता है, जो अलग-अलग ली गई प्रत्येक प्रजाति की महत्वपूर्ण गतिविधि का समर्थन करता है।

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दो गाइरे

दो मुख्य चक्र हैं:

1. भूवैज्ञानिक, जिसे बड़ा भी कहा जाता है,
2. जैविक, वह छोटा है।

भूवैज्ञानिक वैश्विक महत्व का है, क्योंकि यह पदार्थों को के बीच परिचालित करता है जल संसाधनग्रह पर भूमि और शुष्क भूमि। यह दुनिया भर में पानी के संचलन को सुनिश्चित करता है, जो हर स्कूली बच्चे के लिए जाना जाता है: वर्षा, वाष्पीकरण, वर्षा, यानी एक निश्चित पैटर्न।

यहां सिस्टम बनाने वाला कारक एकत्रीकरण के सभी राज्यों में पानी है। इस क्रिया का पूरा चक्र जीवों की उत्पत्ति, उनके विकास, प्रजनन और विकास को अंजाम देना संभव बनाता है। पदार्थों के कारोबार के एक बड़े चक्र के लिए एल्गोरिथ्म, नमी के साथ भूमि क्षेत्रों को संतृप्त करने के अलावा, अन्य प्राकृतिक घटनाओं के गठन के लिए प्रदान करता है: तलछटी चट्टानों, खनिजों, मैग्मैटिक लावा और खनिजों का निर्माण।

जैविक चक्र जीवों और प्राकृतिक घटकों के घटकों के बीच पदार्थों का निरंतर आदान-प्रदान है। यह इस तरह से होता है: जीवित जीव ऊर्जा प्रवाह प्राप्त करते हैं, और फिर, कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की प्रक्रिया से गुजरते हुए, ऊर्जा फिर से तत्वों में प्रवेश करती है वातावरण.

कार्बनिक पदार्थों का चक्र वनस्पतियों, जीवों, सूक्ष्मजीवों, मिट्टी की चट्टानों आदि के प्रतिनिधियों के बीच पदार्थों के आदान-प्रदान के लिए सीधे जिम्मेदार है। पारिस्थितिक तंत्र के विभिन्न स्तरों पर जैविक चक्र प्रदान किया जाता है, जिससे जैवमंडल में रासायनिक प्रतिक्रियाओं और ऊर्जा के विभिन्न परिवर्तनों का एक प्रकार का कारोबार होता है। ऐसी योजना कई सहस्राब्दियों पहले बनाई गई थी और इस समय उसी मोड में काम कर रही है।

मुख्य तत्व

प्रकृति में कई रासायनिक तत्व हैं, हालांकि, उनमें से इतने सारे नहीं हैं जो प्रकृति को जीने के लिए आवश्यक हैं। चार मुख्य तत्व हैं:

1. ऑक्सीजन,
2. हाइड्रोजन,
3. कार्बन,
4. नाइट्रोजन।

इन पदार्थों की मात्रा प्रकृति में पदार्थों के पूरे जैविक चक्र के आधे से अधिक पर कब्जा कर लेती है। महत्वपूर्ण तत्व भी हैं, लेकिन बहुत कम मात्रा में उपयोग किए जाते हैं। ये फास्फोरस, सल्फर, लोहा और कुछ अन्य हैं।

जैव-भू-रासायनिक चक्रों को दो महत्वपूर्ण क्रियाओं में विभाजित किया जाता है जैसे कि सूर्य द्वारा सौर ऊर्जा का उत्पादन और हरे पौधों द्वारा क्लोरोफिल। हालांकि, रासायनिक तत्वों के जैव-भू-रासायनिक लोगों के संपर्क के अपरिहार्य बिंदु हैं और साथ ही, इस प्रक्रिया के पूरक हैं।

कार्बन

इस रासायनिक तत्व- हर जीवित कोशिका, जीव या सूक्ष्मजीव का सबसे महत्वपूर्ण घटक। कार्बनिक कार्बन यौगिकों को जीवन के पाठ्यक्रम और विकास की संभावना का मुख्य घटक सुरक्षित रूप से कहा जा सकता है।

प्रकृति में, यह गैस वायुमंडलीय परतों में और आंशिक रूप से जलमंडल में पाई जाती है। यह उनसे है कि कार्बन सभी पौधों, शैवाल और कुछ सूक्ष्मजीवों को खिलाया जाता है।

जीवित जीवों के श्वसन और महत्वपूर्ण गतिविधि के माध्यम से गैस की रिहाई होती है। इसके अलावा, बायोस्फीयर में कार्बन की मात्रा भी मिट्टी की परतों से भर जाती है, पौधों की जड़ प्रणाली, क्षयकारी अवशेषों और जीवों के अन्य समूहों द्वारा किए गए गैस विनिमय के कारण।

कार्बन एक्सचेंज के बिना बायोस्फीयर और बायोलॉजिकल सर्कुलेशन की अवधारणा की कल्पना नहीं की जा सकती है। पृथ्वी पर इस रासायनिक तत्व की पर्याप्त आपूर्ति है, और यह कुछ तलछटी चट्टानों, निर्जीव जीवों और जीवाश्मों में पाया जाता है।

भूमिगत चूना पत्थर की चट्टानों से कार्बन इनपुट संभव है, जो खनन या आकस्मिक मिट्टी के कटाव के दौरान उजागर हो सकते हैं।

जीवमंडल में कार्बन का कारोबार जीवों के श्वसन तंत्र के माध्यम से बार-बार पारित होने और पारिस्थितिक तंत्र के अजैविक कारकों में संचय की विधि से होता है।

फास्फोरस

फॉस्फोरस, जीवमंडल के एक घटक के रूप में, अपने शुद्ध रूप में उतना मूल्यवान नहीं है जितना कि कई कार्बनिक यौगिकों में। उनमें से कुछ महत्वपूर्ण हैं: सबसे पहले, ये डीएनए, आरकेएच और एटीपी कोशिकाएं हैं। फास्फोरस चक्र की योजना ऑर्थोफोस्फोरिक यौगिक पर आधारित है, क्योंकि इस प्रकार का पदार्थ सबसे अच्छा अवशोषित होता है।

जीवमंडल में फॉस्फोरस का घूर्णन, मोटे तौर पर, दो भाग होते हैं:

1. ग्रह का जलीय भाग - आदिम प्लवक द्वारा प्रसंस्करण से लेकर समुद्री मछली के कंकाल के रूप में निक्षेपण तक,
2. स्थलीय वातावरण - यहाँ यह मिट्टी के तत्वों के रूप में सबसे अधिक केंद्रित है।

फास्फोरस एपेटाइट जैसे प्रसिद्ध खनिज का आधार है। फास्फोरस युक्त खनिजों के साथ खानों का विकास बहुत लोकप्रिय है, लेकिन यह परिस्थिति जीवमंडल में फास्फोरस के चक्र का समर्थन नहीं करती है, लेकिन इसके विपरीत, इसके भंडार को कम करती है।

नाइट्रोजन

रासायनिक तत्व नाइट्रोजन ग्रह पर अल्प मात्रा में मौजूद है। किसी भी जीवित तत्व में इसकी अनुमानित सामग्री लगभग दो प्रतिशत है। लेकिन इसके बिना ग्रह पर जीवन संभव नहीं है।

कुछ प्रकार के जीवाणु जीवमंडल में नाइट्रोजन चक्र में निर्णायक भूमिका निभाते हैं। यहां बड़ी मात्रा में भागीदारी नाइट्रोजन-फिक्सिंग और अमोनीफाइंग सूक्ष्मजीवों को सौंपी गई है। इस एल्गोरिथ्म में उनकी भागीदारी इतनी महत्वपूर्ण है कि अगर इन प्रजातियों के कुछ प्रतिनिधि नहीं बनते हैं, तो पृथ्वी पर जीवन की संभावना सवालों के घेरे में आ जाएगी।

यहाँ बात यह है कि यह तत्व अपने आणविक रूप में, जैसा कि यह वायुमंडलीय परतों में दिखता है, पौधों द्वारा आत्मसात नहीं किया जा सकता है। नतीजतन, जीवमंडल में नाइट्रोजन के संचलन को सुनिश्चित करने के लिए, इसे अमोनिया या अमोनियम में संसाधित किया जाना चाहिए। इस प्रकार नाइट्रोजन प्रसंस्करण योजना पूरी तरह से बैक्टीरिया की गतिविधि पर निर्भर है।

जीवमंडल में कार्बन चक्र की योजना भी पारिस्थितिकी तंत्र में नाइट्रोजन चक्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है - ये दोनों चक्र निकट से संबंधित हैं।

आधुनिक उर्वरक उत्पादन प्रक्रियाओं और अन्य औद्योगिक कारकों का सामग्री पर बहुत अधिक प्रभाव पड़ता है वायुमंडलीय देखोनाइट्रोजन - कुछ क्षेत्रों में इसकी मात्रा कई गुना अधिक हो जाती है।

ऑक्सीजन

जीवमंडल में पदार्थों का निरंतर संचलन होता रहता है और ऊर्जा का एक प्रकार से दूसरे प्रकार में परिवर्तन होता रहता है। इस संबंध में सबसे महत्वपूर्ण चक्र प्रकाश संश्लेषण का कार्य है। यह प्रकाश संश्लेषण है जो मुक्त ऑक्सीजन के साथ वायु स्थान प्रदान करता है, जो वायुमंडल की कुछ परतों को ओजोन करने में सक्षम है।

जीवमंडल में जल चक्र के दौरान पानी के अणुओं से ऑक्सीजन भी निकलती है। हालांकि, पौधों द्वारा उत्पादित मात्रा की तुलना में इस तत्व की उपस्थिति का यह अजैविक कारक नगण्य है।

जीवमंडल में ऑक्सीजन चक्र एक लंबी प्रक्रिया है, लेकिन बहुत तीव्र है। अगर हम इस रासायनिक तत्व की पूरी मात्रा को वातावरण में ले लें, तो प्रकाश संश्लेषण के दौरान कार्बनिक पदार्थों के अपघटन से पौधे के निकलने तक इसका पूरा चक्र लगभग दो हजार साल तक चलता है! इस चक्र में कोई रुकावट नहीं है, यह कई सहस्राब्दियों के लिए दैनिक, वार्षिक रूप से होता है।

आजकल, चयापचय की प्रक्रिया में, औद्योगिक उत्सर्जन, परिवहन निकास गैसों और वातावरण को प्रदूषित करने वाले अन्य कारकों के कारण एक महत्वपूर्ण मात्रा में मुक्त ऑक्सीजन बाध्य है।

पानी

पानी जैसे महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिक के बिना जीवमंडल और जैविक परिसंचरण की अवधारणा की कल्पना करना मुश्किल है। इसकी वजह शायद बताने की जरूरत नहीं है। जल परिसंचरण की योजना हर जगह है: सभी जीवित जीव तीन-चौथाई पानी हैं। प्रकाश संश्लेषण के लिए पौधों को इसकी आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन निकलती है। सांस लेने से भी पानी पैदा होता है। यदि हम अपने ग्रह के जीवन और विकास के पूरे इतिहास का संक्षेप में आकलन करें, तो जीवमंडल में पानी का पूरा चक्र, अपघटन से नियोप्लाज्म तक, हजारों बार बीत चुका है।

चूंकि जीवमंडल में पदार्थों का निरंतर संचलन होता है और ऊर्जा का एक से दूसरे में परिवर्तन होता है, यह पानी का परिवर्तन है जो लगभग सभी अन्य चक्रों और प्रकृति में परिवर्तन के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है।

गंधक

सल्फर, एक रासायनिक तत्व के रूप में, एक प्रोटीन अणु की सही संरचना के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सल्फर चक्र कई प्रकार के प्रोटोजोआ के कारण होता है, अधिक सटीक रूप से, बैक्टीरिया। एरोबिक बैक्टीरिया कार्बनिक पदार्थों में सल्फर को सल्फेट्स में ऑक्सीकृत करते हैं, और फिर अन्य प्रकार के बैक्टीरिया मौलिक सल्फर को ऑक्सीकरण प्रक्रिया को पूरा करते हैं। सरलीकृत योजना, जिसका उपयोग जीवमंडल में सल्फर के चक्र का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है, ऑक्सीकरण और कमी की निरंतर प्रक्रियाओं की तरह दिखती है।

जीवमंडल में पदार्थों के संचलन की प्रक्रिया में, विश्व महासागर में सल्फर अवशेषों का संचय होता है। इस रासायनिक तत्व के स्रोत नदी के अपवाह हैं, जो मिट्टी और पहाड़ी ढलानों से पानी की धाराओं द्वारा सल्फर ले जाते हैं। नदी और भूजल से हाइड्रोजन सल्फाइड के रूप में छोड़ा गया सल्फर आंशिक रूप से वायुमंडल में प्रवेश करता है और वहां से पदार्थों के चक्र में शामिल होकर वर्षा जल के हिस्से के रूप में वापस आ जाता है।

सल्फर सल्फेट, कुछ प्रकार के दहनशील अपशिष्ट और इसी तरह के उत्सर्जन अनिवार्य रूप से वातावरण में सल्फर डाइऑक्साइड के स्तर को बढ़ाते हैं। इसके परिणाम भयानक हैं: अम्ल वर्षा, श्वसन रोग, वनस्पति का विनाश, और अन्य। मूल रूप से पारिस्थितिकी तंत्र के सामान्य कामकाज के लिए अभिप्रेत सल्फर का परिवर्तन अब जीवित जीवों के विनाश के लिए एक हथियार में बदल रहा है।

लोहा

शुद्ध लोहा प्रकृति में बहुत दुर्लभ है। मूल रूप से, उदाहरण के लिए, यह उल्कापिंडों के अवशेषों में पाया जा सकता है। अपने आप में, यह धातु नरम और निंदनीय है, लेकिन खुली हवा में यह तुरंत ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है और ऑक्साइड और ऑक्साइड बनाती है। इसलिए, लौह-असर पदार्थ का मुख्य प्रकार लौह अयस्क है।

यह ज्ञात है कि जीवमंडल में पदार्थों का संचलन विभिन्न यौगिकों के रूप में होता है, जिसमें लोहे का भी प्रकृति में एक सक्रिय संचलन चक्र होता है। फेरम चट्टानों से या ज्वालामुखी राख के साथ मिट्टी की परतों या विश्व महासागर में प्रवेश करता है।

जीवित प्रकृति में लोहा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, इसके बिना प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया नहीं होती है, और क्लोरोफिल नहीं बनता है। जीवित जीवों में, हीमोग्लोबिन बनाने के लिए लोहे का उपयोग किया जाता है। यह अपना चक्र पूरा करने के बाद जैविक अवशेषों के रूप में मिट्टी में प्रवेश करता है।

जीवमंडल में लोहे का एक समुद्री चक्र भी होता है। इसका मूल सिद्धांत जमीनी एक के समान है। कुछ प्रकार के जीव लोहे का ऑक्सीकरण करते हैं; यहां ऊर्जा का उपयोग किया जाता है, और जीवन चक्र की समाप्ति के बाद, धातु अयस्क के रूप में पानी की गहराई में बस जाती है।

पारिस्थितिकी तंत्र के प्राकृतिक चक्रों में भाग लेने वाले बैक्टीरिया, जीव

जीवमंडल में पदार्थों और ऊर्जा का संचलन एक सतत प्रक्रिया है जो पृथ्वी पर अपने निर्बाध कार्य से जीवन को सुनिश्चित करती है। इस चक्र की मूल बातें स्कूली बच्चों के लिए भी परिचित हैं: पौधे, कार्बन डाइऑक्साइड पर भोजन करते हैं, ऑक्सीजन का उत्सर्जन करते हैं, जानवर और लोग ऑक्सीजन को सांस लेते हैं, कार्बन डाइऑक्साइड को श्वसन प्रक्रिया के प्रसंस्करण के उत्पाद के रूप में छोड़ते हैं। बैक्टीरिया और कवक का काम जीवों के अवशेषों को संसाधित करना है, उन्हें कार्बनिक पदार्थों से खनिज पदार्थों में बदलना है, जो अंततः पौधों द्वारा आत्मसात कर लिए जाते हैं।

पदार्थों के जैविक संचलन का कार्य क्या है? उत्तर सरल है: चूंकि ग्रह पर रासायनिक तत्वों और खनिजों की आपूर्ति, हालांकि विशाल है, अभी भी सीमित है। यह जैवमंडल के सभी महत्वपूर्ण घटकों के परिवर्तन और कारोबार की चक्रीय प्रक्रिया है जिसकी आवश्यकता है। जीवमंडल और जैविक चयापचय की अवधारणा पृथ्वी पर जीवन प्रक्रियाओं की शाश्वत अवधि को परिभाषित करती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सूक्ष्मजीव इस मामले में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, फॉस्फोरस चक्र नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया के बिना असंभव है, लोहे की ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं लोहे के बैक्टीरिया के बिना काम नहीं करती हैं। प्राकृतिक नाइट्रोजन कारोबार में नोड्यूल बैक्टीरिया एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं - उनके बिना, ऐसा चक्र बस रुक जाएगा। जीवमंडल में पदार्थों के चक्र में, मोल्ड एक प्रकार के ऑर्डरली होते हैं, जो कार्बनिक अवशेषों को खनिज घटकों में विघटित करते हैं।

जीवों का प्रत्येक वर्ग जो ग्रह में निवास करता है, कुछ रासायनिक तत्वों के प्रसंस्करण में अपनी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जीवमंडल और जैविक परिसंचरण की अवधारणा में योगदान देता है। जानवरों की दुनिया के पदानुक्रम का सबसे आदिम उदाहरण खाद्य श्रृंखला है, हालांकि, जीवित जीवों के कार्य बहुत अधिक हैं, और परिणाम अधिक वैश्विक है।

प्रत्येक जीव, वास्तव में, एक बायोसिस्टम का एक घटक है। जीवमंडल में पदार्थों के संचलन के लिए चक्रीय और सही ढंग से काम करने के लिए, जीवमंडल में प्रवेश करने वाले पदार्थ की मात्रा और सूक्ष्मजीवों द्वारा संसाधित की जाने वाली मात्रा के बीच संतुलन बनाए रखना महत्वपूर्ण है। दुर्भाग्य से, प्रकृति में संचलन के प्रत्येक बाद के चक्र के साथ, यह प्रक्रिया मानवीय हस्तक्षेप के कारण अधिक से अधिक बाधित होती है। पर्यावरणीय मुद्दे पारिस्थितिक तंत्र की वैश्विक समस्याएं बनते जा रहे हैं और उन्हें हल करने के तरीके आर्थिक रूप से महंगे हैं, और भी अधिक महंगे हैं यदि हम उनका मूल्यांकन प्राकृतिक प्राकृतिक प्रक्रियाओं के पारित होने के पक्ष से करें।

जीवमंडल में पदार्थों का चक्र सूर्य की ऊर्जा के कारण जीवित जीवों की खाद्य श्रृंखला के साथ कुछ रासायनिक तत्वों की "यात्रा" है। "यात्रा" की प्रक्रिया में, कुछ तत्व, विभिन्न कारणों से, बाहर निकल जाते हैं और एक नियम के रूप में, जमीन में रह जाते हैं। उनका स्थान वही लेते हैं जो आमतौर पर वातावरण से आते हैं। यह ग्रह पृथ्वी पर जीवन की गारंटी क्या है, इसका सबसे सरल वर्णन है। अगर किसी कारण से ऐसी यात्रा बाधित हो जाती है, तो सभी जीवित चीजों का अस्तित्व समाप्त हो जाएगा।

जीवमंडल में पदार्थों के चक्र का संक्षेप में वर्णन करने के लिए, कई प्रारंभिक बिंदु निर्धारित करना आवश्यक है। सबसे पहले, प्रकृति में ज्ञात और पाए जाने वाले नब्बे से अधिक रासायनिक तत्वों में से, जीवित जीवों को लगभग चालीस की आवश्यकता होती है। दूसरे, इन पदार्थों की मात्रा सीमित है। तीसरा, हम केवल जीवमंडल के बारे में बात कर रहे हैं, अर्थात्, पृथ्वी के खोल वाले जीवन के बारे में, और इसलिए, जीवित जीवों के बीच बातचीत के बारे में। चौथा, जो ऊर्जा परिसंचरण में योगदान करती है वह सूर्य से आने वाली ऊर्जा है। विभिन्न प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप पृथ्वी की आंतों में उत्पन्न ऊर्जा विचाराधीन प्रक्रिया में भाग नहीं लेती है। और आखिरी बात। इस "यात्रा" के शुरुआती बिंदु से आगे निकलना जरूरी है। यह सशर्त है, क्योंकि एक सर्कल के लिए अंत और शुरुआत नहीं हो सकती है, लेकिन कहीं से प्रक्रिया का वर्णन शुरू करने के लिए यह आवश्यक है। आइए ट्राफिक श्रृंखला में सबसे निचली कड़ी से शुरू करें - डीकंपोजर या ग्रेवडिगर के साथ।

क्रस्टेशियंस, कीड़े, लार्वा, सूक्ष्मजीव, बैक्टीरिया और अन्य कब्र खोदने वाले, ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं और ऊर्जा का उपयोग करते हुए, अकार्बनिक रासायनिक तत्वों को जीवित जीवों को खिलाने के लिए उपयुक्त कार्बनिक पदार्थ में संसाधित करते हैं और खाद्य श्रृंखला के साथ आगे बढ़ते हैं। इसके अलावा, ये, पहले से ही कार्बनिक पदार्थ, उपभोक्ताओं या उपभोक्ताओं द्वारा खाए जाते हैं, जिसमें न केवल जानवर, पक्षी, मछली और इसी तरह के पौधे भी शामिल हैं। बाद वाले निर्माता या निर्माता हैं। इन पोषक तत्वों और ऊर्जा का उपयोग करके, वे ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं, जो कि ग्रह पर सभी जीवन को सांस लेने के लिए उपयुक्त मुख्य तत्व है। उपभोक्ता, निर्माता और यहां तक ​​कि डीकंपोजर भी नष्ट हो जाते हैं। उनके अवशेष, उनमें कार्बनिक पदार्थ के साथ, कब्र खोदने वालों के निपटान में "गिर" जाते हैं।

और सब कुछ फिर से दोहराया जाता है। उदाहरण के लिए, जीवमंडल में मौजूद सभी ऑक्सीजन 2000 वर्षों में और कार्बन डाइऑक्साइड 300 में अपना कारोबार करती है। इस तरह के संचलन को आमतौर पर जैव-भू-रासायनिक चक्र कहा जाता है।

कुछ कार्बनिक पदार्थ अपनी "यात्रा" के दौरान अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रियाओं और अंतःक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। नतीजतन, मिश्रण बनते हैं, जैसे कि वे रेड्यूसर द्वारा संसाधित नहीं किए जा सकते हैं। ऐसे मिश्रण जमीन में "संग्रहीत" रहते हैं। कब्र खोदने वालों की "टेबल" पर गिरने वाले सभी कार्बनिक पदार्थ उनके द्वारा संसाधित नहीं किए जा सकते हैं। हर कोई बैक्टीरिया से सड़ नहीं सकता। ऐसे गैर-सड़े हुए अवशेषों को संग्रहित किया जाता है। भंडारण या आरक्षित में जो कुछ भी रहता है वह प्रक्रिया से समाप्त हो जाता है और जीवमंडल में पदार्थों के चक्र में प्रवेश नहीं करता है।

इस प्रकार, जीवमंडल में, पदार्थों का संचलन, जिसकी प्रेरक शक्ति जीवित जीवों की गतिविधि है, को दो घटकों में विभाजित किया जा सकता है। एक - आरक्षित निधि - यह उस पदार्थ का एक हिस्सा है जो जीवित जीवों की गतिविधि से जुड़ा नहीं है और कुछ समय तक संचलन में भाग नहीं लेता है। और दूसरा है रिवॉल्विंग फंड। यह पदार्थ का केवल एक छोटा सा हिस्सा है जो जीवित जीवों द्वारा सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है।

मूल रासायनिक तत्वों के परमाणु कौन से हैं जो पृथ्वी पर जीवन के लिए इतने आवश्यक हैं? ये हैं: ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और कुछ अन्य। यौगिकों में से, सर्किट में मुख्य एक, पानी कहा जा सकता है।

ऑक्सीजन

जीवमंडल में ऑक्सीजन चक्र प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया से शुरू होना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप यह अरबों साल पहले दिखाई दिया। यह सौर ऊर्जा के संपर्क में आने पर पौधों द्वारा पानी के अणुओं से छोड़ा जाता है। जल वाष्प में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान ऊपरी वातावरण में ऑक्सीजन भी बनता है, जहां रासायनिक यौगिक विद्युत चुम्बकीय विकिरण द्वारा विघटित होते हैं। लेकिन यह ऑक्सीजन का एक नगण्य स्रोत है। मुख्य बात प्रकाश संश्लेषण है। पानी में ऑक्सीजन भी पाई जाती है। हालांकि यह वहां है, वातावरण से 21 गुना कम है।

परिणामी ऑक्सीजन का उपयोग जीवित जीव श्वसन के लिए करते हैं। यह विभिन्न खनिज लवणों के लिए एक ऑक्सीकरण एजेंट भी है।

और एक व्यक्ति ऑक्सीजन का उपभोक्ता है। लेकिन वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति की शुरुआत के साथ, यह खपत कई गुना बढ़ गई है, क्योंकि मानव जीवन के दौरान घरेलू और अन्य जरूरतों को पूरा करने के लिए कई औद्योगिक उद्योगों, परिवहन के संचालन के दौरान ऑक्सीजन जला दिया जाता है या बाध्य होता है। वायुमंडल में पहले से मौजूद तथाकथित विनिमेय ऑक्सीजन कोष इसकी कुल मात्रा के 5% की मात्रा में है, अर्थात प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में जितनी ऑक्सीजन का उत्पादन किया गया था, उतनी ही खपत हुई थी। अब यह मात्रा भयावह रूप से छोटी होती जा रही है। ऑक्सीजन की खपत होती है, इसलिए बोलने के लिए, आपातकालीन आपूर्ति से। वहां से, जहां जोड़ने वाला कोई नहीं है।

इस समस्या को इस तथ्य से थोड़ा कम किया जाता है कि कुछ कार्बनिक अपशिष्ट संसाधित नहीं होते हैं और पुटीय सक्रिय बैक्टीरिया के प्रभाव में नहीं आते हैं, लेकिन तलछटी चट्टानों में रहते हैं, जिससे पीट, कोयला और इसी तरह के जीवाश्म बनते हैं।

यदि प्रकाश संश्लेषण का परिणाम ऑक्सीजन है, तो इसका कच्चा माल कार्बन है।

नाइट्रोजन

जीवमंडल में नाइट्रोजन चक्र ऐसे महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों के निर्माण से जुड़ा है जैसे: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपोप्रोटीन, एटीपी, क्लोरोफिल और अन्य। नाइट्रोजन, आणविक रूप में, वायुमंडल में पाई जाती है। जीवित जीवों के साथ, यह पृथ्वी पर सभी नाइट्रोजन का केवल 2% है। इस रूप में, इसका सेवन केवल बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल द्वारा ही किया जा सकता है। आणविक रूप में शेष पौधों की दुनिया के लिए, नाइट्रोजन भोजन के रूप में काम नहीं कर सकता है, लेकिन केवल अकार्बनिक यौगिकों के रूप में संसाधित किया जा सकता है। कुछ प्रकार के ऐसे यौगिक गरज के साथ बनते हैं और वर्षा के साथ पानी और मिट्टी में मिल जाते हैं।

नाइट्रोजन या नाइट्रोजन फिक्सर के सबसे सक्रिय "प्रोसेसर" नोड्यूल बैक्टीरिया हैं। वे फलियों की जड़ कोशिकाओं में निवास करते हैं और आणविक नाइट्रोजन को पौधों के लिए उपयुक्त यौगिकों में परिवर्तित करते हैं। उनके मरने के बाद, मिट्टी भी नाइट्रोजन से समृद्ध होती है।

पुटीय सक्रिय बैक्टीरिया नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक यौगिकों को अमोनिया में तोड़ देते हैं। इसका कुछ भाग वायुमंडल में चला जाता है, जबकि दूसरा अन्य प्रकार के जीवाणुओं द्वारा नाइट्राइट और नाइट्रेट में ऑक्सीकृत हो जाता है। ये, बदले में, पौधों के लिए भोजन के रूप में आपूर्ति की जाती हैं और ऑक्साइड और आणविक नाइट्रोजन को नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया द्वारा कम कर दी जाती हैं। जो फिर से वातावरण में प्रवेश कर जाते हैं।

इस प्रकार, यह देखा जा सकता है कि नाइट्रोजन चक्र में मुख्य भूमिका विभिन्न प्रकार के जीवाणुओं द्वारा निभाई जाती है। और अगर आप इनमें से कम से कम 20 प्रजातियों को नष्ट कर देते हैं, तो ग्रह पर जीवन रुक जाएगा।

और फिर से स्थापित सर्किट को मनुष्य ने तोड़ दिया। कृषि फसलों की उत्पादकता बढ़ाने के उद्देश्य से, उन्होंने नाइट्रोजन युक्त उर्वरकों का सक्रिय रूप से उपयोग करना शुरू कर दिया।

कार्बन

जीवमंडल में कार्बन चक्र ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के चक्र के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है।

जीवमंडल में, कार्बन चक्र हरे पौधों की महत्वपूर्ण गतिविधि और उनके रूपांतरित होने की क्षमता पर आधारित होता है कार्बन डाइआक्साइडऑक्सीजन में, यानी प्रकाश संश्लेषण में।

कार्बन अन्य तत्वों के साथ कई तरह से संपर्क करता है और लगभग सभी वर्गों के कार्बनिक यौगिकों में पाया जाता है। उदाहरण के लिए, यह कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन का हिस्सा है। यह पानी में घुल जाता है, जहाँ इसकी सामग्री वातावरण की तुलना में बहुत अधिक होती है।

हालांकि कार्बन बहुतायत के मामले में शीर्ष दस में नहीं है, जीवित जीवों में यह शुष्क द्रव्यमान का 18 से 45% है।

महासागर कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री के नियामक के रूप में कार्य करते हैं। जैसे ही हवा में इसका हिस्सा बढ़ता है, कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करके पानी का स्तर समाप्त हो जाता है। समुद्र में कार्बन का एक अन्य उपभोक्ता समुद्री जीव हैं, जो इसका उपयोग गोले बनाने के लिए करते हैं।

जीवमंडल में कार्बन चक्र वायुमंडल और जलमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति पर आधारित है, जो एक प्रकार का विनिमय कोष है। जीवों के श्वसन द्वारा इसकी पूर्ति की जाती है। मिट्टी में कार्बनिक अवशेषों के अपघटन में भाग लेने वाले बैक्टीरिया, कवक और अन्य सूक्ष्मजीव भी कार्बन डाइऑक्साइड के साथ वातावरण की पुनःपूर्ति में भाग लेते हैं। खनिज गैर-सड़े हुए कार्बनिक अवशेषों में कार्बन "संरक्षित" होता है। कोयले और भूरे कोयले में, पीट, तेल शेल और इसी तरह के जमा। लेकिन कार्बन के लिए मुख्य आरक्षित निधि चूना पत्थर और डोलोमाइट है। उनमें निहित कार्बन ग्रह की गहराई में "सुरक्षित रूप से छिपा हुआ" है और केवल विवर्तनिक बदलावों और विस्फोटों के दौरान ज्वालामुखी गैसों के उत्सर्जन के दौरान जारी किया जाता है।

इस तथ्य के कारण कि कार्बन की रिहाई के साथ श्वसन की प्रक्रिया और इसके अवशोषण के साथ प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया जीवित जीवों से बहुत जल्दी गुजरती है, ग्रह के कुल कार्बन का केवल एक छोटा सा अंश चक्र में भाग लेता है। यदि यह प्रक्रिया गैर-पारस्परिक होती, तो केवल सुशी के पौधे ही 4-5 वर्षों तक सभी कार्बन का उपयोग करते।

वर्तमान में, मानवीय गतिविधियों के लिए धन्यवाद, सब्जी की दुनियाकार्बन डाइऑक्साइड की कोई कमी नहीं है। इसे दो स्रोतों से तुरंत और एक साथ भर दिया जाता है। उत्पादन और परिवहन उद्योग के संचालन के दौरान ऑक्सीजन जलाने के साथ-साथ इस प्रकार की मानव गतिविधि के काम के लिए "डिब्बाबंद भोजन" के उपयोग के संबंध में - कोयला, पीट, शेल और इतने पर। परिणामस्वरूप, वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में 25% की वृद्धि हुई।

फास्फोरस

जीवमंडल में फास्फोरस चक्र इस तरह के कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है: एटीपी, डीएनए, आरएनए और अन्य।

मिट्टी और पानी में फास्फोरस की मात्रा बहुत कम होती है। इसका मुख्य भंडार सुदूर अतीत में बनी चट्टानों में है। इन चट्टानों के अपक्षय के साथ ही फास्फोरस चक्र शुरू हो जाता है।

पौधे फॉस्फोरस को केवल फॉस्फोरिक एसिड आयनों के रूप में आत्मसात करते हैं। मूल रूप से, यह कब्र खोदने वालों द्वारा जैविक अवशेषों के प्रसंस्करण का एक उत्पाद है। लेकिन अगर मिट्टी में क्षारीय या अम्ल कारक बढ़ा हुआ है, तो फॉस्फेट व्यावहारिक रूप से उनमें नहीं घुलते हैं।

फास्फोरस अद्भुत है पुष्टिकरविभिन्न प्रकार के जीवाणुओं के लिए। विशेष रूप से नीला-हरा शैवाल, जो फास्फोरस की मात्रा में वृद्धि के साथ तेजी से विकसित होता है।

फिर भी, अधिकांश फास्फोरस नदी और अन्य जल के साथ समुद्र में ले जाया जाता है। वहां इसे सक्रिय रूप से फाइटोप्लांकटन द्वारा खाया जाता है, और इसके साथ समुद्री पक्षी और जानवरों की अन्य प्रजातियां। इसके बाद, फास्फोरस समुद्र तल में प्रवेश करता है और तलछटी चट्टानों का निर्माण करता है। यानी यह समुद्र के पानी की एक परत के नीचे ही जमीन पर लौट आता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, फास्फोरस चक्र विशिष्ट है। इसे परिपथ कहना कठिन है, क्योंकि यह बंद नहीं है।

गंधक

जीवमंडल में, अमीनो एसिड के निर्माण के लिए सल्फर चक्र आवश्यक है। यह प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना बनाता है। इसमें बैक्टीरिया और जीव शामिल हैं जो ऊर्जा को संश्लेषित करने के लिए ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं। वे सल्फर को सल्फेट्स में ऑक्सीकृत करते हैं, और एककोशिकीय प्रीन्यूक्लियर जीवित जीव सल्फेट्स को हाइड्रोजन सल्फाइड में कम करते हैं। उनके अलावा, सल्फर बैक्टीरिया के पूरे समूह हाइड्रोजन सल्फाइड को सल्फर और आगे सल्फेट में ऑक्सीकरण करते हैं। पौधे मिट्टी से केवल सल्फर आयन - SO 2- 4 का उपभोग कर सकते हैं। इस प्रकार, कुछ सूक्ष्मजीव ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं, जबकि अन्य कम करने वाले एजेंट होते हैं।

जीवमंडल में सल्फर और उसके डेरिवेटिव के संचय के स्थान समुद्र और वायुमंडल हैं। सल्फर पानी से हाइड्रोजन सल्फाइड की रिहाई के साथ वातावरण में प्रवेश करता है। इसके अलावा, उद्योगों में और घरेलू जरूरतों के लिए दहनशील जीवाश्म ईंधन को जलाने पर सल्फर डाइऑक्साइड के रूप में वातावरण में प्रवेश करता है। मुख्य रूप से कोयला। वहां यह ऑक्सीकृत हो जाता है और वर्षा के पानी में सल्फ्यूरिक एसिड में बदलकर इसके साथ जमीन पर गिर जाता है। अम्लीय वर्षा अपने आप में संपूर्ण वनस्पतियों और जीवों को महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचाती है, और इसके अलावा, तूफान और पिघले पानी के साथ, वे नदियों में गिर जाते हैं। नदियाँ सल्फर सल्फेट आयनों को समुद्र में ले जाती हैं।

सल्फर भी चट्टानों में सल्फाइड के रूप में, गैसीय रूप में - हाइड्रोजन सल्फाइड और सल्फर डाइऑक्साइड के रूप में निहित है। समुद्र के तल पर देशी गंधक के निक्षेप हैं। लेकिन यह सब "रिजर्व" है।

पानी

जीवमंडल में अधिक प्रचुर मात्रा में पदार्थ नहीं है। इसका भंडार मुख्य रूप से समुद्र और महासागरों के पानी के नमकीन-कड़वे रूप में है - लगभग 97%। विश्राम ताजा पानी, ग्लेशियर और भूजल और भूजल।

जीवमंडल में जल चक्र परंपरागत रूप से जल निकायों और पौधों की पत्तियों की सतह से वाष्पीकरण के साथ शुरू होता है और लगभग 500,000 घन मीटर की मात्रा में होता है। किमी. यह वर्षा के रूप में वापस लौटता है, जो या तो सीधे जल निकायों में गिर जाता है, या मिट्टी और भूजल से गुजरने के बाद।

जीवमंडल में पानी की भूमिका और इसके विकास का इतिहास ऐसा है कि इसकी स्थापना के बाद से सभी जीवन पूरी तरह से पानी पर निर्भर रहा है। जीवमंडल में जल जीवों के द्वारा कई बार अपघटन और जन्म के चक्र से गुजरा है।

जल चक्र के अंतर्गत अधिकतर भौतिक प्रक्रिया होती है। हालांकि, जानवर और, विशेष रूप से, पौधे की दुनिया इसमें एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। पेड़ के पत्तों के सतही क्षेत्रों से पानी का वाष्पीकरण ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, एक हेक्टेयर जंगल प्रति दिन 50 टन पानी तक वाष्पित हो जाता है।

यदि जलाशयों की सतहों से पानी का वाष्पीकरण इसके संचलन के लिए स्वाभाविक है, तो महाद्वीपों के लिए उनके वन क्षेत्रों के लिए, ऐसी प्रक्रिया ही इसे संरक्षित करने का एकमात्र और मुख्य तरीका है। यहां, परिसंचरण एक बंद चक्र के रूप में आगे बढ़ता है। वर्षा मिट्टी और पौधों की सतहों से वाष्पीकरण से बनती है।

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, पौधे पानी के अणु में निहित हाइड्रोजन का उपयोग एक नया कार्बनिक यौगिक बनाने और ऑक्सीजन छोड़ने के लिए करते हैं। और, इसके विपरीत, श्वसन की प्रक्रिया में, जीवित जीव, ऑक्सीकरण प्रक्रिया होती है और पानी फिर से बनता है।

सर्किट का वर्णन विभिन्न प्रकार केरसायन, हम इन प्रक्रियाओं पर अधिक सक्रिय मानव प्रभाव का सामना कर रहे हैं। वर्तमान में, प्रकृति, अपने बहु-अरब डॉलर के अस्तित्व के इतिहास के कारण, अशांत संतुलन के विनियमन और बहाली का सामना कर रही है। लेकिन "बीमारी" के पहले लक्षण पहले से ही हैं। और यह "ग्रीनहाउस प्रभाव" है। जब दो ऊर्जाएँ: सौर और पृथ्वी द्वारा परावर्तित, जीवित जीवों की रक्षा नहीं करती हैं, बल्कि, इसके विपरीत, एक दूसरे को मजबूत करती हैं। नतीजतन, परिवेश का तापमान बढ़ जाता है। इस तरह की वृद्धि के क्या परिणाम हो सकते हैं, इसके अलावा ग्लेशियरों के त्वरित पिघलने के अलावा, समुद्र की सतह, भूमि और पौधों से पानी का वाष्पीकरण हो सकता है?

वीडियो - जीवमंडल में पदार्थों का चक्र

प्रश्न 1. जीवमंडल का मुख्य कार्य क्या है?

जीवमंडल का मुख्य कार्य रासायनिक तत्वों के संचलन को सुनिश्चित करना है, जो वातावरण, मिट्टी, जलमंडल और जीवित जीवों के बीच पदार्थों के संचलन में व्यक्त किया जाता है।

प्रश्न 2. प्रकृति में जल चक्र के बारे में बताएं।

जल वाष्पित हो जाता है और वायु धाराओं द्वारा लंबी दूरी तक ले जाया जाता है। वर्षा के रूप में भूमि की सतह पर गिरने से, यह चट्टानों के विनाश में योगदान देता है, उन्हें पौधों और सूक्ष्मजीवों के लिए सुलभ बनाता है, ऊपरी मिट्टी की परत को नष्ट कर देता है और विघटित रासायनिक यौगिकों और निलंबित कार्बनिक कणों के साथ समुद्र और महासागरों में चला जाता है। पृथ्वी पर जीवन को बनाए रखने के लिए समुद्र और भूमि के बीच पानी का संचलन एक महत्वपूर्ण कड़ी है।

प्रश्न 3. क्या जीवित जीव जल चक्र में भाग लेते हैं? यदि हाँ, तो चित्र 113 में दिखाए गए आरेख को पूरक करें, जो चक्र में जीवित जीवों की भागीदारी को दर्शाता है।

पौधे जल चक्र में दो तरह से भाग लेते हैं: वे इसे मिट्टी से निकालते हैं और इसे वायुमंडल में वाष्पित कर देते हैं; प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधों की कोशिकाओं में पानी का कुछ भाग विभाजित हो जाता है। इस मामले में, हाइड्रोजन कार्बनिक यौगिकों के रूप में स्थिर होता है, और ऑक्सीजन वायुमंडल में प्रवेश करती है।

पशु शरीर में आसमाटिक और नमक संतुलन बनाए रखने के लिए पानी का सेवन करते हैं और इसे चयापचय उत्पादों के साथ बाहरी वातावरण में उत्सर्जित करते हैं।

प्रश्न 4. कौन से जीव वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित करते हैं?

प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, हरे पौधे कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए पानी में कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन के कार्बन का उपयोग करते हैं, और मुक्त ऑक्सीजन वातावरण में प्रवेश करती है।

प्रश्न 5. बाध्य कार्बन वायुमंडल में कैसे लौटता है?

विभिन्न जानवर और पौधे ऑक्सीजन में सांस लेते हैं, और श्वसन का अंतिम उत्पाद - CO2 - वातावरण में छोड़ा जाता है।

प्रश्न 6. प्रकृति में नाइट्रोजन चक्र का आरेखीय चित्र बनाइए।

प्रश्न 7. उन उदाहरणों पर विचार करें और प्रदान करें जो यह दर्शाते हैं कि सल्फर चक्र में सूक्ष्मजीव एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

मिट्टी में और समुद्री तलछटी चट्टानों में पाए जाने वाले, धातुओं के साथ सल्फर यौगिक - सल्फाइड - सूक्ष्मजीवों द्वारा एक सुलभ रूप में परिवर्तित हो जाते हैं - सल्फेट्स, जो पौधों द्वारा अवशोषित होते हैं। बैक्टीरिया की मदद से अलग-अलग ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं की जाती हैं। डीप-सीटेड सल्फेट्स H2S में कम हो जाते हैं, जो बढ़ जाता है और एरोबिक बैक्टीरिया द्वारा सल्फेट्स में ऑक्सीकृत हो जाता है। जानवरों या पौधों के शवों का अपघटन चक्र में सल्फर की वापसी सुनिश्चित करता है।

प्रश्न 8. प्रत्येक व्यक्ति के आहार में मछली के व्यंजन अवश्य शामिल करें। समझाएं कि यह क्यों महत्वपूर्ण है।

पकड़ी गई मछलियों के साथ, लगभग 60 हजार टन मौलिक फास्फोरस भूमि पर वापस आ जाता है। हमारे शरीर में निहित सभी फास्फोरस का 70% हड्डियों और दांतों में केंद्रित होता है। कैल्शियम के साथ मिलकर, यह हड्डियों की सही संरचना बनाता है और उनकी यांत्रिक शक्ति को सुनिश्चित करता है। फास्फोरस और कैल्शियम की मात्रा का आदर्श अनुपात 1 से 2 या 3 से 4 होता है। और यदि कहें, बराबर भाग हैं, तो हड्डी, धीरे-धीरे कैल्शियम खो रही है, पहली नज़र में कांच की तरह कठोर, लेकिन नाजुक हो जाएगी। यह काफी कठिन है, हालांकि साथ ही इसे तोड़ना आसान है।

फास्फोरस मुख्य ऊर्जा वाहक है, यह एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (संक्षिप्त एटीपी) का हिस्सा है, जो रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाता है और सभी कोशिकाओं को ऊर्जा प्रदान करता है जिन्हें इसकी आवश्यकता होती है।

प्रश्न 9. कक्षा में चर्चा करें कि यदि ग्रह पर सभी जीवित जीव गायब हो जाते हैं तो प्रकृति में पदार्थों का संचलन कैसे बदलेगा।

सभी जीवित जीव पदार्थों के संचलन में भाग लेते हैं, बाहरी वातावरण से कुछ पदार्थों को अवशोषित करते हैं और दूसरों को उसमें छोड़ते हैं। इस प्रकार, पौधे बाहरी वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और खनिज लवणों का उपभोग करते हैं और उसमें ऑक्सीजन छोड़ते हैं। जानवर पौधों द्वारा छोड़ी गई ऑक्सीजन को अंदर लेते हैं, और उन्हें खाने से पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से संश्लेषित कार्बनिक पदार्थ आत्मसात हो जाते हैं और भोजन के अपचित हिस्से से कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और पदार्थ छोड़ते हैं। जब बैक्टीरिया और कवक मृत पौधों और जानवरों को विघटित करते हैं, तो अतिरिक्त मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड बनता है, और कार्बनिक पदार्थ खनिजों में परिवर्तित हो जाते हैं, जो मिट्टी में प्रवेश करते हैं और पौधों द्वारा फिर से अवशोषित होते हैं। इस प्रकार, मुख्य रासायनिक तत्वों के परमाणु लगातार एक जीव से दूसरे जीव में, मिट्टी, वायुमंडल और जलमंडल से जीवित जीवों में और उनसे पर्यावरण में चले जाते हैं, इस प्रकार पुनःपूर्ति करते हैं सजीव पदार्थजीवमंडल इन प्रक्रियाओं को अनंत बार दोहराया जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सभी वायुमंडलीय ऑक्सीजन 2 हजार वर्षों में जीवित पदार्थों से गुजरती हैं, सभी कार्बन डाइऑक्साइड 200-300 वर्षों में।

जीवमंडल में कम या ज्यादा बंद रास्तों के साथ रासायनिक तत्वों के निरंतर संचलन को जैव-भू-रासायनिक चक्र कहा जाता है। इस तरह के संचलन की आवश्यकता ग्रह पर उनके संसाधनों की सीमित आपूर्ति के कारण है। जीवन की अनंतता सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक तत्वों को एक चक्र में घूमना चाहिए। जीवित जीवों के गायब होने के साथ, पदार्थों और ऊर्जा के संचलन में विफलता होगी, और परिणामस्वरूप, जीवमंडल की मृत्यु हो जाएगी।

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जीवमंडल में पदार्थों का चक्र

पृथ्वी पर जीवन के स्व-रखरखाव का आधार है जैव भू-रासायनिक चक्र... जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले सभी रासायनिक तत्व निरंतर गति करते हैं, जीवित शरीर से निर्जीव प्रकृति के यौगिकों में गुजरते हैं और इसके विपरीत। एक ही परमाणु के कई उपयोग की संभावना पृथ्वी पर जीवन को व्यावहारिक रूप से शाश्वत बनाती है, बशर्ते आवश्यक मात्रा में ऊर्जा का निरंतर प्रवाह हो।

पदार्थों के संचलन के प्रकार।पृथ्वी के जीवमंडल को एक निश्चित तरीके से पदार्थों के प्रचलित चक्र और ऊर्जा के प्रवाह की विशेषता है। पदार्थों का चक्र – वायुमंडल, जलमंडल और स्थलमंडल में होने वाली प्रक्रियाओं में पदार्थों की बहु-भागीदारी, जिसमें वे परतें भी शामिल हैं जो पृथ्वी के जीवमंडल का हिस्सा हैं। पदार्थों का संचलन सूर्य की बाह्य ऊर्जा और पृथ्वी की आंतरिक ऊर्जा के सतत प्रवाह (प्रवाह) से होता है।

प्रेरक शक्ति के आधार पर, एक निश्चित डिग्री के सम्मेलन के साथ, पदार्थों के चक्र के भीतर, कोई भी भूवैज्ञानिक, जैविक और मानवजनित चक्रों को अलग कर सकता है। पृथ्वी पर मनुष्य के उद्भव से पहले, केवल पहले दो को ही अंजाम दिया गया था।

भूवैज्ञानिक परिसंचरण (प्रकृति में पदार्थों का महान संचलन) – पदार्थों का संचलन, जिनकी प्रेरक शक्ति बहिर्जात और अंतर्जात भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं हैं।

अंतर्जात प्रक्रियाएं(आंतरिक गतिकी की प्रक्रियाएं) पृथ्वी की आंतरिक ऊर्जा के प्रभाव में होती हैं। यह रेडियोधर्मी क्षय, खनिज निर्माण की रासायनिक प्रतिक्रियाओं, चट्टानों के क्रिस्टलीकरण आदि के परिणामस्वरूप जारी ऊर्जा है। अंतर्जात प्रक्रियाओं में शामिल हैं: टेक्टोनिक मूवमेंट, भूकंप, मैग्मैटिज्म, कायापलट। बहिर्जात प्रक्रियाएं(बाहरी गतिकी की प्रक्रियाएं) सूर्य की बाहरी ऊर्जा के प्रभाव में आगे बढ़ती हैं। बहिर्जात प्रक्रियाओं में चट्टानों और खनिजों का अपक्षय, कुछ क्षेत्रों से अवक्रमण उत्पादों को हटाना शामिल है पपड़ीऔर नए क्षेत्रों में उनका स्थानांतरण, अवसादी चट्टानों के निर्माण के साथ विनाश उत्पादों का जमाव और संचय। बहिर्जात प्रक्रियाओं में वायुमंडल की भूवैज्ञानिक गतिविधि, जलमंडल (नदियाँ, अस्थायी धाराएँ, भूजल, समुद्र और महासागर, झीलें और दलदल, बर्फ), साथ ही जीवित जीव और मनुष्य शामिल हैं।

सबसे बड़े भू-आकृतियाँ (महाद्वीप और महासागरीय अवसाद) और बड़े रूप (पहाड़ और मैदान) अंतर्जात प्रक्रियाओं के कारण बने, और मध्यम और छोटे भू-आकृतियाँ (नदी घाटियाँ, पहाड़ियाँ, घाटियाँ, टीले, आदि), बड़े रूपों पर आरोपित, - कारण बहिर्जात प्रक्रियाओं के लिए। इस प्रकार, अंतर्जात और बहिर्जात प्रक्रियाएं उनकी क्रिया में विपरीत हैं। पूर्व बड़े राहत रूपों के गठन की ओर ले जाता है, बाद वाला उनके चौरसाई के लिए।

अपक्षय के परिणामस्वरूप आग्नेय चट्टानें अवसादी चट्टानों में परिवर्तित हो जाती हैं। पृथ्वी की पपड़ी के गतिशील क्षेत्रों में, वे पृथ्वी में गहराई तक डूब जाते हैं। वहां, उच्च तापमान और दबाव के प्रभाव में, वे पिघल जाते हैं और मैग्मा बनाते हैं, जो सतह पर उठकर और जमने पर आग्नेय चट्टानें बनाते हैं।

इस प्रकार, पदार्थों का भूवैज्ञानिक संचलन जीवित जीवों की भागीदारी के बिना आगे बढ़ता है और जीवमंडल और पृथ्वी की गहरी परतों के बीच पदार्थ के पुनर्वितरण का एहसास करता है।

जैविक (जैव भू-रासायनिक) चक्र (जीवमंडल में पदार्थों का छोटा चक्र) – पदार्थों का संचलन, जिसकी प्रेरक शक्ति जीवों की गतिविधि है। बड़े भूवैज्ञानिक के विपरीत, जीवों के भीतर पदार्थों का छोटा जैव-रासायनिक परिसंचरण होता है। चक्र के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत सौर विकिरण है, जो प्रकाश संश्लेषण को जन्म देता है। पारिस्थितिक तंत्र में, कार्बनिक पदार्थों को अकार्बनिक पदार्थों से स्वपोषी द्वारा संश्लेषित किया जाता है। फिर उनका सेवन हेटरोट्रॉफ़ द्वारा किया जाता है। महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रिया में या जीवों (ऑटोट्रॉफ़ और हेटरोट्रॉफ़ दोनों) की मृत्यु के बाद जारी होने के परिणामस्वरूप, कार्बनिक पदार्थ खनिजकरण से गुजरते हैं, अर्थात अकार्बनिक पदार्थों में परिवर्तन। इन अकार्बनिक पदार्थों का पुन: स्वपोषी द्वारा कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जा सकता है।

जैव-भू-रासायनिक चक्रों में, दो भागों में अंतर किया जाना चाहिए:

1) सुरक्षित कोष -यह एक पदार्थ का एक हिस्सा है जो जीवित जीवों से जुड़ा नहीं है;

2) विनिमय कोष -पदार्थ का एक बहुत छोटा हिस्सा, जो जीवों और उनके तत्काल पर्यावरण के बीच सीधे आदान-प्रदान से जुड़ा होता है। आरक्षित निधि के स्थान के आधार पर, जैव-भू-रासायनिक चक्रों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

1) गैस-प्रकार के जाइरेसवातावरण और जलमंडल (कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन के चक्र) में पदार्थों के आरक्षित कोष के साथ।

2) सेडिमेंटरी गाइरेसपृथ्वी की पपड़ी (फॉस्फोरस, कैल्शियम, लोहा, आदि के चक्र) में एक आरक्षित निधि के साथ।

गैस-प्रकार के चक्र अधिक परिपूर्ण होते हैं, क्योंकि उनके पास एक बड़ा एक्सचेंज फंड होता है, जिसका अर्थ है कि वे तेजी से आत्म-नियमन करने में सक्षम हैं। तलछटी प्रकार के चक्र कम परिपूर्ण होते हैं, वे अधिक निष्क्रिय होते हैं, क्योंकि अधिकांश पदार्थ जीवित जीवों के लिए "दुर्गम" रूप में पृथ्वी की पपड़ी के आरक्षित कोष में निहित होते हैं। इस तरह के चक्र विभिन्न प्रभावों से आसानी से बाधित हो जाते हैं, और आदान-प्रदान की गई सामग्री का हिस्सा चक्र छोड़ देता है। यह केवल भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप या जीवित पदार्थ के साथ निष्कर्षण द्वारा फिर से प्रचलन में लौट सकता है। हालांकि, पृथ्वी की पपड़ी से जीवों के लिए आवश्यक पदार्थों को वायुमंडल से निकालना कहीं अधिक कठिन है।

जैविक चक्र की तीव्रता मुख्य रूप से परिवेश के तापमान और पानी की मात्रा से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, टुंड्रा की तुलना में उष्णकटिबंधीय वर्षावनों में जैविक चक्र अधिक गहन है।

मनुष्य के आगमन के साथ, पदार्थों का मानवजनित परिसंचरण, या चयापचय उत्पन्न हुआ। मानवजनित परिसंचरण (विनिमय) – पदार्थों का संचलन (चयापचय), जिसकी प्रेरक शक्ति मानव गतिविधि है। इसे दो घटकों में विभाजित किया जा सकता है: जैविक,एक जीवित जीव के रूप में एक व्यक्ति के कामकाज से जुड़ा हुआ है, और तकनीकी,लोगों की आर्थिक गतिविधियों से संबंधित (तकनीकी परिसंचरण)।

भूवैज्ञानिक और जैविक चक्र काफी हद तक बंद हैं, जिन्हें मानवजनित चक्र के बारे में नहीं कहा जा सकता है। इसलिए, वे अक्सर मानवजनित परिसंचरण के बारे में नहीं, बल्कि मानवजनित चयापचय के बारे में बात करते हैं। पदार्थों के मानवजनित परिसंचरण के खुलेपन की ओर जाता है प्राकृतिक संसाधनों और प्रदूषण की कमी प्रकृतिक वातावरण – सभी के लिए मुख्य कारण पर्यावरण के मुद्देंइंसानियत।

बुनियादी पोषक तत्वों और तत्वों का चक्र।आइए हम जीवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण पदार्थों और तत्वों के चक्रों पर विचार करें। जल चक्र बड़े भूवैज्ञानिक से संबंधित है, और छोटे जैव-रासायनिक के लिए जैविक तत्वों (कार्बन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फर और अन्य बायोजेनिक तत्वों) का चक्र है।

जल चक्र वायुमंडल के माध्यम से भूमि और महासागर के बीच महान भूवैज्ञानिक चक्र के अंतर्गत आता है। जल विश्व महासागर की सतह से वाष्पित हो जाता है और या तो भूमि पर पहुँचाया जाता है, जहाँ यह वर्षा के रूप में गिरता है, जो फिर से सतह और भूमिगत अपवाह के रूप में समुद्र में लौट आता है, या सतह पर वर्षा के रूप में गिरता है। सागर का। पृथ्वी पर जल चक्र में सालाना 500 हजार किमी से अधिक पानी भाग लेता है। समग्र रूप से जल चक्र हमारे ग्रह पर प्राकृतिक परिस्थितियों के निर्माण में एक प्रमुख भूमिका निभाता है। पौधों द्वारा पानी के वाष्पोत्सर्जन और जैव-भू-रासायनिक चक्र में इसके अवशोषण को ध्यान में रखते हुए, पृथ्वी पर संपूर्ण जल आपूर्ति 2 मिलियन वर्षों में विघटित और पुन: प्राप्त हो जाती है।

कार्बन चक्र। निर्माता वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ते हैं और इसे कार्बनिक पदार्थ में परिवर्तित करते हैं, उपभोक्ता कार्बनिक पदार्थों के रूप में कार्बन को निम्न क्रम के उत्पादकों और उपभोक्ताओं के शरीर के साथ अवशोषित करते हैं, रेड्यूसर कार्बनिक पदार्थों को खनिज करते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में कार्बन को वायुमंडल में वापस करते हैं। . महासागरों में, कार्बन चक्र इस तथ्य से जटिल है कि मृत जीवों में निहित कुछ कार्बन नीचे की ओर डूब जाता है और तलछटी चट्टानों में जमा हो जाता है। कार्बन का यह भाग जैविक चक्र से बाहर हो जाता है और पदार्थों के भूवैज्ञानिक चक्र में प्रवेश करता है।

वन जैविक रूप से बाध्य कार्बन के मुख्य भंडार हैं, उनमें इस तत्व का 500 बिलियन टन तक है, जो वातावरण में इसकी आपूर्ति का 2/3 है। कार्बन चक्र (कोयला, तेल, गैस, निरार्द्रीकरण का दहन) में मानवीय हस्तक्षेप से वातावरण में CO2 की मात्रा में वृद्धि होती है और ग्रीनहाउस प्रभाव का विकास होता है।

CO2 चक्र की दर, यानी वातावरण में सभी कार्बन डाइऑक्साइड को जीवित पदार्थ से गुजरने में लगने वाला समय लगभग 300 वर्ष है।

ऑक्सीजन चक्र। मुख्य रूप से ऑक्सीजन का संचार वातावरण और जीवों के बीच होता है। मूल रूप से, मुक्त ऑक्सीजन (0 ^) हरे पौधों के प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप वातावरण में प्रवेश करती है, और जानवरों, पौधों और सूक्ष्मजीवों द्वारा श्वसन की प्रक्रिया में और कार्बनिक अवशेषों के खनिजकरण के दौरान खपत होती है। पराबैंगनी विकिरण के संपर्क में आने पर पानी और ओजोन से थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन बनती है। ज्वालामुखी विस्फोट आदि के दौरान पृथ्वी की पपड़ी में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के लिए बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन की खपत होती है। ऑक्सीजन का मुख्य भाग भूमि पौधों द्वारा निर्मित होता है - लगभग 3/4, शेष - विश्व महासागर के प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा। चक्र गति लगभग 2 हजार वर्ष है।

यह स्थापित किया गया है कि 23% ऑक्सीजन, जो प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में बनती है, सालाना औद्योगिक और घरेलू जरूरतों के लिए खपत होती है, और यह आंकड़ा लगातार बढ़ रहा है।

नाइट्रोजन चक्र। वायुमंडल में नाइट्रोजन (N2) की आपूर्ति बहुत अधिक है (इसकी मात्रा का 78%)। हालांकि, पौधे मुक्त नाइट्रोजन को अवशोषित नहीं कर सकते हैं, लेकिन केवल एक बाध्य रूप में, मुख्य रूप से NH4 + या NO3– के रूप में। वायुमंडल से मुक्त नाइट्रोजन नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले जीवाणुओं से बंधी होती है और पौधों के लिए सुलभ रूपों में परिवर्तित हो जाती है। पौधों में, नाइट्रोजन कार्बनिक पदार्थों (प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, आदि में) में स्थिर होता है और खाद्य श्रृंखलाओं के साथ प्रसारित होता है। जीवित जीवों की मृत्यु के बाद, डीकंपोजर कार्बनिक पदार्थों को खनिज करते हैं और उन्हें अमोनियम यौगिकों, नाइट्रेट्स, नाइट्राइट्स के साथ-साथ मुक्त नाइट्रोजन में परिवर्तित करते हैं, जो वायुमंडल में वापस आ जाता है।

नाइट्रेट्स और नाइट्राइट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं और भूजल और पौधों में स्थानांतरित हो सकते हैं और खाद्य श्रृंखला के साथ ले जाया जा सकता है। यदि उनकी संख्या बहुत अधिक है, जो अक्सर नाइट्रोजन उर्वरकों के अनुचित उपयोग के साथ देखी जाती है, तो पानी और भोजन प्रदूषित होते हैं, और मानव रोगों का कारण बनते हैं।

फास्फोरस चक्र। पिछले भूवैज्ञानिक युगों में बनी चट्टानों में फॉस्फोरस का बड़ा हिस्सा पाया जाता है। चट्टानों के अपक्षय के परिणामस्वरूप फॉस्फोरस जैव-भू-रासायनिक परिसंचरण में शामिल होता है। स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में, पौधे मिट्टी से फास्फोरस निकालते हैं (मुख्य रूप से PO43– के रूप में) और इसे कार्बनिक यौगिकों (प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, फॉस्फोलिपिड, आदि) में शामिल करते हैं या इसे अकार्बनिक रूप में छोड़ देते हैं। फिर फास्फोरस को खाद्य परिपथों के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है। जीवित जीवों की मृत्यु के बाद और उनके उत्सर्जन के साथ, फास्फोरस मिट्टी में वापस आ जाता है।

फास्फोरस उर्वरकों के अनुचित उपयोग, पानी और मिट्टी के हवा के कटाव के साथ, बड़ी मात्रा में फास्फोरस मिट्टी से हटा दिया जाता है। एक ओर, इससे फास्फोरस उर्वरकों का अधिक व्यय होता है और फास्फोरस युक्त अयस्कों (फॉस्फोराइट्स, एपेटाइट्स, आदि) के भंडार में कमी आती है। दूसरी ओर, मिट्टी से जल निकायों में बड़ी मात्रा में बायोजेनिक तत्वों जैसे फास्फोरस, नाइट्रोजन, सल्फर आदि के प्रवाह से साइनोबैक्टीरिया और अन्य जलीय पौधों (पानी "खिल") का तेजी से विकास होता है और eutrophicationजलाशय लेकिन अधिकांश फास्फोरस समुद्र में ले जाया जाता है।

जलीय पारिस्थितिक तंत्र में, फॉस्फोरस को फाइटोप्लांकटन द्वारा आत्मसात किया जाता है और ट्रॉफिक श्रृंखला के साथ समुद्री पक्षी तक प्रसारित किया जाता है। उनका मलमूत्र या तो तुरंत वापस समुद्र में मिल जाता है, या पहले किनारे पर जमा हो जाता है, और फिर भी समुद्र में बह जाता है। मरने वाले समुद्री जानवरों से, विशेष रूप से मछली, फास्फोरस फिर से समुद्र में और परिसंचरण में प्रवेश करता है, लेकिन मछली के कुछ कंकाल बड़ी गहराई तक पहुंच जाते हैं, और उनमें निहित फास्फोरस फिर से तलछटी चट्टानों में प्रवेश करता है, अर्थात इसे जैव-रासायनिक से बंद कर दिया जाता है। परिसंचरण।

सल्फर चक्र। सल्फर का मुख्य भंडार तलछट और मिट्टी में पाया जाता है, लेकिन फास्फोरस के विपरीत, वातावरण में एक आरक्षित कोष होता है। जैव-भू-रासायनिक चक्र में सल्फर की भागीदारी में मुख्य भूमिका सूक्ष्मजीवों की है। उनमें से कुछ कम करने वाले एजेंट हैं, अन्य ऑक्सीकरण एजेंट हैं।

चट्टानों में, सल्फर सल्फाइड (FeS2, आदि) के रूप में, घोल में - आयन (SO42–) के रूप में, गैसीय चरण में हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) या सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) के रूप में पाया जाता है। ) कुछ जीवों में सल्फर अपने शुद्ध रूप में जमा हो जाता है, और जब वे मर जाते हैं, तो समुद्र के तल पर देशी सल्फर के निक्षेप बन जाते हैं।

स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में, सल्फर मुख्य रूप से सल्फेट्स के रूप में मिट्टी से पौधों में प्रवेश करता है। सजीवों में सल्फर प्रोटीन, आयनों आदि के रूप में पाया जाता है। जीवित जीवों की मृत्यु के बाद, मिट्टी में सल्फर का हिस्सा सूक्ष्मजीवों द्वारा Н2S तक कम हो जाता है, दूसरा हिस्सा सल्फेट में ऑक्सीकृत हो जाता है और चक्र में फिर से प्रवेश करता है। गठित हाइड्रोजन सल्फाइड वातावरण में निकल जाता है, वहां ऑक्सीकरण करता है और वर्षा के साथ मिट्टी में वापस आ जाता है।

जीवाश्म ईंधन (विशेष रूप से कोयला) के मानव दहन के साथ-साथ रासायनिक उद्योग से उत्सर्जन से वातावरण में सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) का संचय होता है, जो जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है और अम्लीय वर्षा के रूप में जमीन पर गिर जाता है।

जैव-भू-रासायनिक चक्र भूगर्भीय चक्रों की तरह बड़े पैमाने पर नहीं होते हैं और मनुष्यों द्वारा महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होते हैं। आर्थिक गतिविधि उनके अलगाव का उल्लंघन करती है, वे चक्रीय हो जाते हैं।

एक उत्कृष्ट रूसी वैज्ञानिक, शिक्षाविद वी.आई. वर्नाडस्की।

बीओस्फिअ- पृथ्वी का जटिल बाहरी आवरण, जिसमें जीवों की संपूर्ण समग्रता और ग्रह के पदार्थ का वह हिस्सा शामिल है, जो इन जीवों के साथ निरंतर आदान-प्रदान की प्रक्रिया में है। यह पृथ्वी के सबसे महत्वपूर्ण भू-मंडलों में से एक है, जो मनुष्यों के आसपास के प्राकृतिक वातावरण का मुख्य घटक है।

पृथ्वी संकेंद्रित से बनी है गोले(भूमंडल) आंतरिक और बाहरी दोनों। आंतरिक में कोर और मेंटल, और बाहरी शामिल हैं: स्थलमंडल - पत्थर का खोल 6 किमी (समुद्र के नीचे) से 80 किमी (पर्वत प्रणाली) की मोटाई के साथ पृथ्वी की पपड़ी (चित्र 1) सहित भूमि; जलमंडल -पृथ्वी का जल खोल; वातावरण- पृथ्वी का गैस खोल, जिसमें विभिन्न गैसों, जल वाष्प और धूल का मिश्रण होता है।

10 से 50 किमी की ऊंचाई पर ओजोन की एक परत होती है, जिसकी अधिकतम सांद्रता 20-25 किमी की ऊंचाई पर होती है, जो पृथ्वी को अत्यधिक पराबैंगनी विकिरण से बचाती है, जो शरीर के लिए घातक है। जीवमंडल भी यहाँ (बाहरी भू-मंडल) से संबंधित है।

जीवमंडल -पृथ्वी का बाहरी आवरण, जिसमें 25-30 किमी (ओजोन परत तक) की ऊंचाई तक वायुमंडल का एक हिस्सा शामिल है, व्यावहारिक रूप से संपूर्ण जलमंडल और स्थलमंडल का ऊपरी भाग 3 किमी की गहराई तक

चावल। 1. पृथ्वी की पपड़ी की संरचना की योजना

(रेखा चित्र नम्बर 2)। इन भागों की ख़ासियत यह है कि इनमें जीवित जीवों का निवास होता है जो ग्रह के जीवित पदार्थ को बनाते हैं। परस्पर क्रिया जीवमंडल का अजैविक भाग- हवा, पानी, चट्टानें और कार्बनिक पदार्थ - बायोटामिट्टी और अवसादी चट्टानों के निर्माण का कारण बना।

चावल। 2. जीवमंडल की संरचना और मुख्य संरचनात्मक इकाइयों द्वारा कब्जा की गई सतहों का अनुपात

जीवमंडल और पारिस्थितिक तंत्र में पदार्थ का चक्र

जीवमंडल में जीवित जीवों के लिए उपलब्ध सभी रासायनिक यौगिक सीमित हैं। आत्मसात करने के लिए उपयुक्त रसायनों की समाप्ति अक्सर भूमि या महासागर के स्थानीय क्षेत्रों में जीवों के कुछ समूहों के विकास को रोकती है। शिक्षाविद के अनुसार वी.आर. विलियम्स, परिमित को अनंत के गुण देने का एकमात्र तरीका यह है कि इसे एक बंद वक्र के साथ घुमाया जाए। नतीजतन, पदार्थों के संचलन और ऊर्जा प्रवाह के कारण जीवमंडल की स्थिरता बनी रहती है। वहां पदार्थों के दो मुख्य चक्र: बड़े - भूवैज्ञानिक और छोटे - जैव-रासायनिक।

महान भूवैज्ञानिक परिसंचरण(अंजीर। 3)। क्रिस्टलीय चट्टानें (आग्नेय) भौतिक, रासायनिक और जैविक कारकों के प्रभाव में अवसादी चट्टानों में बदल जाती हैं। रेत और मिट्टी विशिष्ट तलछट हैं, गहरी चट्टानों के परिवर्तन के उत्पाद। हालांकि, तलछट का निर्माण न केवल मौजूदा चट्टानों के विनाश के कारण होता है, बल्कि बायोजेनिक खनिजों के संश्लेषण के माध्यम से भी होता है - सूक्ष्मजीवों के कंकाल - प्राकृतिक संसाधनों से - समुद्र के पानी, समुद्र और झीलों से। ढीले पानी के तलछट, क्योंकि वे तलछटी सामग्री के नए भागों के साथ जलाशयों के तल पर पृथक होते हैं, गहराई में डूबे हुए, नई थर्मोडायनामिक स्थितियों (उच्च तापमान और दबाव) में प्रवेश करते हैं, पानी खो देते हैं, जम जाते हैं, जबकि तलछटी चट्टानों में परिवर्तित हो जाते हैं।

इसके बाद, ये चट्टानें और भी गहरे क्षितिज में उतरती हैं, जहाँ नए तापमान और बेरिक स्थितियों में उनके गहरे परिवर्तन की प्रक्रियाएँ होती हैं - कायापलट की प्रक्रियाएँ होती हैं।

अंतर्जात ऊर्जा प्रवाह के प्रभाव में, गहरी चट्टानें पिघल जाती हैं, जिससे मैग्मा बनता है - नई आग्नेय चट्टानों का स्रोत। अपक्षय और स्थानांतरण की प्रक्रियाओं के प्रभाव में इन चट्टानों को पृथ्वी की सतह पर उठाने के बाद, वे फिर से नई तलछटी चट्टानों में बदल जाते हैं।

इस प्रकार, महान परिसंचरण पृथ्वी की गहरी (अंतर्जात) ऊर्जा के साथ सौर (बहिर्जात) ऊर्जा की बातचीत के कारण होता है। यह जीवमंडल और हमारे ग्रह के गहरे क्षितिज के बीच पदार्थों का पुनर्वितरण करता है।

चावल। 3. पदार्थ का बड़ा (भूवैज्ञानिक) परिसंचरण (पतले तीर) और पृथ्वी की पपड़ी में विविधता में परिवर्तन (ठोस चौड़े तीर - वृद्धि, रुक-रुक कर - विविधता में कमी)

महान भँवरसूर्य की ऊर्जा से चलने वाले जलमंडल, वायुमंडल और स्थलमंडल के बीच के जल चक्र को भी कहा जाता है। जल निकायों और भूमि की सतह से पानी वाष्पित हो जाता है और फिर वर्षा के रूप में पृथ्वी में पुनः प्रवेश करता है। समुद्र के ऊपर, वाष्पीकरण, इसके विपरीत, भूमि के ऊपर, वर्षा से अधिक होता है। इन अंतरों की भरपाई नदी के प्रवाह से होती है। भू-वनस्पति वैश्विक जल चक्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पृथ्वी की सतह के कुछ क्षेत्रों में पौधों का वाष्पोत्सर्जन यहाँ होने वाली वर्षा का 80-90% तक और सभी जलवायु क्षेत्रों के लिए औसतन - लगभग 30% हो सकता है। बड़े के विपरीत, पदार्थों का छोटा संचलन केवल जीवमंडल के भीतर होता है। बड़े और छोटे जल चक्र के बीच संबंध को अंजीर में दिखाया गया है। 4.

ग्रहों के पैमाने के चक्र परमाणुओं के असंख्य स्थानीय चक्रीय आंदोलनों से निर्मित होते हैं, जो व्यक्तिगत पारिस्थितिक तंत्र में जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि द्वारा संचालित होते हैं, और वे आंदोलन जो परिदृश्य और भूवैज्ञानिक कारणों (सतह और भूमिगत अपवाह, हवा का कटाव, आंदोलन) की कार्रवाई के कारण होते हैं। सीबेड, ज्वालामुखी, पहाड़ की इमारत, आदि))।

चावल। 4. पानी के बड़े भूगर्भीय चक्र (बीजीसी) का पानी के छोटे जैव-भू-रासायनिक चक्र (एमबीसी) के साथ अंतर्संबंध

ऊर्जा के विपरीत, जो एक बार शरीर द्वारा उपयोग की जाती है, गर्मी में बदल जाती है और खो जाती है, पदार्थ जीवमंडल में घूमते हैं, जैव-भू-रासायनिक चक्र बनाते हैं। प्रकृति में पाए जाने वाले नब्बे तत्वों में से, जीवों को लगभग चालीस की आवश्यकता होती है। सबसे महत्वपूर्ण उनके लिए बड़ी मात्रा में आवश्यक हैं - कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन। तत्वों और पदार्थों का चक्र स्व-विनियमन प्रक्रियाओं के कारण होता है जिसमें सभी घटक भाग भाग लेते हैं। ये प्रक्रियाएं अपशिष्ट मुक्त हैं। मौजूद जीवमंडल में जैव-भू-रासायनिक चक्र के वैश्विक बंद होने का नियमअपने विकास के सभी चरणों में कार्य करना। जीवमंडल के विकास के दौरान जैव भू-रासायनिक के बंद होने में जैविक घटक की भूमिका
जिसे चक्र। जैव-भू-रासायनिक परिसंचरण पर मनुष्य का और भी अधिक प्रभाव है। लेकिन इसकी भूमिका विपरीत दिशा में प्रकट होती है (चक्र खुले हो जाते हैं)। पदार्थों के जैव-भू-रासायनिक परिसंचरण का आधार सूर्य की ऊर्जा और हरे पौधों का क्लोरोफिल है। अन्य सबसे महत्वपूर्ण चक्र - पानी, कार्बन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और सल्फर - जैव-भू-रासायनिक से जुड़े हैं और योगदान करते हैं।

जीवमंडल में जल चक्र

पौधे प्रकाश संश्लेषण में पानी के हाइड्रोजन का उपयोग कार्बनिक यौगिकों के निर्माण के लिए करते हैं, आणविक ऑक्सीजन छोड़ते हैं। सभी जीवित चीजों के श्वसन की प्रक्रिया में, कार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण के दौरान, पानी फिर से बनता है। जीवन के इतिहास में, जलमंडल के सभी मुक्त पानी बार-बार अपघटन के चक्रों और ग्रह के जीवित पदार्थ में नई संरचनाओं के माध्यम से चले गए हैं। पृथ्वी पर जल चक्र में सालाना लगभग 500,000 किमी 3 पानी शामिल होता है। जल चक्र और उसके भंडार अंजीर में दिखाए गए हैं। 5 (सापेक्ष शब्दों में)।

जीवमंडल में ऑक्सीजन चक्र

इसके साथ इसका अनूठा माहौल उच्च सामग्रीमुक्त ऑक्सीजन पृथ्वी प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया का ऋणी है। वायुमंडल की उच्च परतों में ओजोन के बनने का ऑक्सीजन चक्र से गहरा संबंध है। ऑक्सीजन पानी के अणुओं से निकलती है और अनिवार्य रूप से पौधों की प्रकाश संश्लेषक गतिविधि का उप-उत्पाद है। अजैविक ऑक्सीजन ऊपरी वायुमंडल में जलवाष्प के प्रकाश पृथक्करण के कारण होती है, लेकिन यह स्रोत प्रकाश संश्लेषण द्वारा आपूर्ति किए गए प्रतिशत का केवल हजारवां हिस्सा है। वायुमंडल और जलमंडल में ऑक्सीजन सामग्री के बीच एक गतिशील संतुलन है। पानी में, यह लगभग 21 गुना कम है।

चावल। 6. ऑक्सीजन चक्र आरेख: बोल्ड एरो - ऑक्सीजन सेवन और खपत का मुख्य प्रवाह

जारी ऑक्सीजन सभी एरोबिक जीवों की श्वसन प्रक्रियाओं और विभिन्न खनिज यौगिकों के ऑक्सीकरण पर गहन रूप से खर्च की जाती है। ये प्रक्रियाएं वायुमंडल, मिट्टी, पानी, गाद और चट्टानों में होती हैं। यह दिखाया गया है कि तलछटी चट्टानों में बंधे ऑक्सीजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा प्रकाश संश्लेषक मूल का है। एक्सचेंज फंड ओ, वातावरण में प्रकाश संश्लेषण के कुल उत्पादन का 5% से अधिक नहीं है। कई अवायवीय जीवाणु भी अवायवीय श्वसन के दौरान सल्फेट्स या नाइट्रेट्स का उपयोग करके कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण करते हैं।

पौधों द्वारा बनाए गए कार्बनिक पदार्थों के पूर्ण अपघटन के लिए ठीक उसी मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी की गई थी। तलछटी चट्टानों, कोयले, पीट्स में कार्बनिक पदार्थों का दबना वातावरण में ऑक्सीजन के विनिमय कोष को बनाए रखने के आधार के रूप में कार्य करता है। इसमें मौजूद सभी ऑक्सीजन लगभग 2000 वर्षों में जीवित जीवों के माध्यम से एक पूर्ण चक्र से गुजरती हैं।

वर्तमान में, वायुमंडलीय ऑक्सीजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा परिवहन, उद्योग और मानवजनित गतिविधि के अन्य रूपों के परिणामस्वरूप बाध्य है। यह ज्ञात है कि प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं द्वारा आपूर्ति की गई कुल 430-470 बिलियन टन में से मानव जाति पहले से ही 10 बिलियन टन से अधिक मुफ्त ऑक्सीजन खर्च करती है। यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि प्रकाश संश्लेषक ऑक्सीजन का केवल एक छोटा सा हिस्सा विनिमय कोष में प्रवेश करता है, तो इस संबंध में लोगों की गतिविधि खतरनाक अनुपात प्राप्त करना शुरू कर देती है।

ऑक्सीजन चक्र का कार्बन चक्र से गहरा संबंध है।

जीवमंडल में कार्बन चक्र

कार्बन एक रासायनिक तत्व के रूप में जीवन का आधार है। यह कई अन्य तत्वों के साथ विभिन्न तरीकों से संयोजन करके सरल और जटिल कार्बनिक अणु बना सकता है जो जीवित कोशिकाओं का निर्माण करते हैं। ग्रह पर वितरण के संदर्भ में, कार्बन ग्यारहवें (पृथ्वी की पपड़ी के वजन का 0.35%) रैंक करता है, लेकिन जीवित पदार्थ में यह औसतन लगभग 18 या 45% शुष्क बायोमास है।

वातावरण में, कार्बन डाइऑक्साइड CO2 की संरचना में कार्बन शामिल है, कुछ हद तक - मीथेन CH4 की संरचना में। जलमंडल में, CO2 पानी में घुल जाती है, और इसकी कुल सामग्री वायुमंडलीय की तुलना में बहुत अधिक होती है। वातावरण में CO2 के नियमन के लिए महासागर एक शक्तिशाली बफर के रूप में कार्य करता है: हवा में इसकी सांद्रता में वृद्धि के साथ, पानी द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण बढ़ जाता है। कुछ CO2 अणु पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, कार्बोनिक एसिड बनाते हैं, जो तब HCO 3 - और CO 2 - 3 आयनों में अलग हो जाते हैं। ये आयन कार्बोनेट को अवक्षेपित करने के लिए कैल्शियम या मैग्नीशियम के धनायनों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। इस तरह की प्रतिक्रियाएं समुद्र के बफर सिस्टम को बनाए रखती हैं, बनाए रखती हैं पानी का एक निरंतर पीएच।

वायुमंडल और जलमंडल का कार्बन डाइऑक्साइड कार्बन चक्र में एक विनिमय कोष है, जहां से यह स्थलीय पौधों और शैवाल द्वारा लिया जाता है। प्रकाश संश्लेषण पृथ्वी पर सभी जैविक चक्रों का आधार है। स्थिर कार्बन का उत्सर्जन स्वयं प्रकाश संश्लेषक जीवों और सभी हेटरोट्रॉफ़्स - बैक्टीरिया, कवक, जानवरों की श्वसन गतिविधि के दौरान होता है, जो जीवित या मृत कार्बनिक पदार्थों के कारण खाद्य श्रृंखला में शामिल होते हैं।

चावल। 7. कार्बन चक्र

विशेष रूप से सक्रिय CO2 की मिट्टी से वायुमंडल में वापसी है, जहां जीवों के कई समूहों की गतिविधि केंद्रित है, मृत पौधों और जानवरों के अवशेषों को विघटित करना और पौधों की जड़ प्रणाली का श्वसन किया जाता है। इस अभिन्न प्रक्रिया को "मृदा श्वसन" के रूप में नामित किया गया है और हवा में CO2 के विनिमय कोष की पुनःपूर्ति में महत्वपूर्ण योगदान देता है। कार्बनिक पदार्थों के खनिजकरण की प्रक्रियाओं के समानांतर, मिट्टी में ह्यूमस बनता है - कार्बन में समृद्ध एक जटिल और स्थिर आणविक परिसर। मिट्टी का धरण भूमि पर महत्वपूर्ण कार्बन जलाशयों में से एक है।

ऐसी स्थितियों में जहां पर्यावरणीय कारकों से विनाशकों की गतिविधि बाधित होती है (उदाहरण के लिए, जब मिट्टी में और जल निकायों के तल पर अवायवीय शासन होता है), वनस्पति द्वारा संचित कार्बनिक पदार्थ विघटित नहीं होते हैं, समय के साथ कोयले जैसे चट्टानों में बदल जाते हैं। या भूरा कोयला, पीट, सैप्रोपेल, तेल शेल और अन्य संग्रहीत सौर ऊर्जा में समृद्ध। वे लंबे समय तक जैविक चक्र से बंद होकर कार्बन रिजर्व फंड की भरपाई करते हैं। कार्बन अस्थायी रूप से जीवित बायोमास, मृत कूड़े, समुद्र में घुले कार्बनिक पदार्थ आदि में भी जमा होता है। लेकिन लिखने पर मुख्य कार्बन रिजर्वजीवित जीव नहीं हैं और जीवाश्म ईंधन नहीं हैं, लेकिन तलछटी चट्टानें - चूना पत्थर और डोलोमाइट।उनका गठन जीवित पदार्थ की गतिविधि से भी जुड़ा हुआ है। इन कार्बोनेटों का कार्बन लंबे समय तक पृथ्वी की आंतों में दब जाता है और कटाव के दौरान ही चक्र में प्रवेश करता है, जब टेक्टोनिक चक्रों में चट्टानें उजागर होती हैं।

पृथ्वी पर कार्बन की कुल मात्रा से केवल एक प्रतिशत कार्बन का अंश ही जैव-भू-रासायनिक चक्र में शामिल होता है। वायुमंडल और जलमंडल का कार्बन कई बार जीवित जीवों से होकर गुजरता है। भूमि के पौधे 4-5 वर्षों में हवा में अपने भंडार को कम करने में सक्षम हैं, 300-400 वर्षों में मिट्टी के धरण में भंडार। एक्सचेंज फंड में कार्बन की मुख्य वापसी जीवित जीवों की गतिविधि के कारण होती है, और इसका केवल एक छोटा सा हिस्सा (प्रतिशत का हजारवां हिस्सा) पृथ्वी के आंतरिक भाग से ज्वालामुखी गैसों की रिहाई द्वारा मुआवजा दिया जाता है।

वर्तमान में, जीवाश्म ईंधन के विशाल भंडार का निष्कर्षण और जलना जैवमंडल के भंडार से कार्बन के हस्तांतरण में एक शक्तिशाली कारक बनता जा रहा है।

जीवमंडल में नाइट्रोजन चक्र

वायुमंडल और जीवित पदार्थ में पृथ्वी पर सभी नाइट्रोजन का 2% से भी कम है, लेकिन यह नाइट्रोजन है जो ग्रह पर जीवन का समर्थन करती है। नाइट्रोजन सबसे महत्वपूर्ण कार्बनिक अणुओं का एक हिस्सा है - डीएनए, प्रोटीन, लिपोप्रोटीन, एटीपी, क्लोरोफिल, आदि। पौधों के ऊतकों में, कार्बन के लिए इसका अनुपात औसतन 1: 30 है, और समुद्री शैवाल में I: 6। जैविक नाइट्रोजन चक्र है इसलिए कार्बन से भी निकटता से संबंधित है।

वायुमंडल का आणविक नाइट्रोजन पौधों के लिए दुर्गम है, जो इस तत्व को केवल अमोनियम आयनों, नाइट्रेट्स के रूप में या मिट्टी या पानी के घोल से आत्मसात कर सकता है। इसलिए, नाइट्रोजन की कमी अक्सर प्राथमिक उत्पादन को सीमित करने वाला एक कारक है - अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थों के निर्माण से जुड़े जीवों का काम। फिर भी, विशेष बैक्टीरिया (नाइट्रोजन फिक्सर) की गतिविधि के कारण वायुमंडलीय नाइट्रोजन जैविक चक्र में व्यापक रूप से शामिल है।

अमोनीफाइंग सूक्ष्मजीव भी नाइट्रोजन चक्र में एक बड़ा हिस्सा लेते हैं। वे अमोनिया में प्रोटीन और अन्य नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक पदार्थों को विघटित करते हैं। अमोनियम रूप में, नाइट्रोजन को आंशिक रूप से पौधों की जड़ों द्वारा पुन: अवशोषित किया जाता है, और आंशिक रूप से नाइट्रिफाइंग सूक्ष्मजीवों द्वारा अवरुद्ध किया जाता है, जो सूक्ष्मजीवों के समूह के कार्यों के विपरीत है - डेनिट्रिफायर।

चावल। 8. नाइट्रोजन चक्र

मिट्टी या पानी में अवायवीय परिस्थितियों में, वे अपने जीवन के लिए ऊर्जा प्राप्त करते हुए, कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकरण करने के लिए नाइट्रेट्स की ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। इस मामले में, नाइट्रोजन आणविक नाइट्रोजन में कम हो जाती है। प्रकृति में नाइट्रोजन स्थिरीकरण और विनाइट्रीकरण लगभग संतुलित हैं। इसलिए, नाइट्रोजन चक्र मुख्य रूप से बैक्टीरिया की गतिविधि पर निर्भर करता है, जबकि पौधों को इसमें शामिल किया जाता है, इस चक्र के मध्यवर्ती उत्पादों का उपयोग करके और बायोमास के उत्पादन के कारण जीवमंडल में नाइट्रोजन परिसंचरण के पैमाने को काफी बढ़ा देता है।

नाइट्रोजन चक्र में जीवाणुओं की भूमिका इतनी महान है कि यदि उनकी केवल 20 प्रजातियों को नष्ट कर दिया जाए, तो हमारे ग्रह पर जीवन समाप्त हो जाएगा।

नाइट्रोजन का गैर-जैविक निर्धारण और इसके ऑक्साइड और अमोनिया का मिट्टी में प्रवेश भी वायुमंडल के आयनीकरण और बिजली के निर्वहन के दौरान वर्षा के साथ होता है। आधुनिक उर्वरक उद्योग फसल उत्पादन को बढ़ाने के लिए प्राकृतिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण से अधिक वायुमंडलीय नाइट्रोजन का निर्धारण करता है।

वर्तमान में, मानव गतिविधि तेजी से नाइट्रोजन चक्र को प्रभावित कर रही है, मुख्य रूप से आणविक अवस्था में लौटने की प्रक्रियाओं पर इसके रूपांतरण को बाध्य रूपों में पार करने की दिशा में।

जीवमंडल में फास्फोरस चक्र

एटीपी, डीएनए, आरएनए सहित कई कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए आवश्यक यह तत्व पौधों द्वारा केवल फॉस्फोरिक एसिड आयनों (P0 3 4 +) के रूप में आत्मसात किया जाता है। यह भूमि पर और विशेष रूप से समुद्र में प्राथमिक उत्पादन को सीमित करने वाले तत्वों से संबंधित है, क्योंकि मिट्टी और पानी में विनिमेय फास्फोरस फंड छोटा है। जीवमंडल के पैमाने पर इस तत्व का चक्र बंद नहीं होता है।

भूमि पर, पौधे मिट्टी से फॉस्फेट निकालते हैं, जो डीकंपोजर द्वारा कार्बनिक अवशेषों को विघटित करने से छोड़ते हैं। हालांकि, क्षारीय या अम्लीय मिट्टी में, फास्फोरस यौगिकों की घुलनशीलता तेजी से गिरती है। फॉस्फेट का मुख्य आरक्षित कोष भूवैज्ञानिक अतीत में समुद्र तल पर बनी चट्टानों में निहित है। चट्टानों के लीचिंग के दौरान, इन भंडारों का हिस्सा मिट्टी में चला जाता है और निलंबन और समाधान के रूप में जल निकायों में बह जाता है। जलमंडल में, फ़ॉस्फ़ेट का उपयोग फ़ाइटोप्लांकटन द्वारा किया जाता है, जो खाद्य श्रृंखलाओं के साथ अन्य जलीय जीवों तक जाता है। हालांकि, समुद्र में, अधिकांश फॉस्फोरस यौगिकों को जानवरों और पौधों के अवशेषों के साथ नीचे दफन किया जाता है, जिसके बाद तलछटी चट्टानों के साथ महान भूवैज्ञानिक परिसंचरण में संक्रमण होता है। गहराई पर, घुले हुए फॉस्फेट कैल्शियम से बंध कर फॉस्फोराइट्स और एपेटाइट्स बनाते हैं। जीवमंडल में, वास्तव में, भूमि की चट्टानों से समुद्र की गहराई तक फास्फोरस का एक यूनिडायरेक्शनल प्रवाह होता है, इसलिए जलमंडल में इसका विनिमय कोष बहुत सीमित होता है।

चावल। 9. फास्फोरस चक्र

उर्वरकों के उत्पादन में फॉस्फोराइट्स और एपेटाइट्स के ग्राउंड डिपॉजिट का उपयोग किया जाता है। ताजे जल निकायों में फास्फोरस का प्रवेश उनके "खिलने" के मुख्य कारणों में से एक है।

जीवमंडल में सल्फर चक्र

सल्फर चक्र, जो कई अमीनो एसिड के निर्माण के लिए आवश्यक है, प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना के लिए जिम्मेदार है, और जीवमंडल में बैक्टीरिया की एक विस्तृत श्रृंखला द्वारा बनाए रखा जाता है। एरोबिक सूक्ष्मजीव, जो कार्बनिक अवशेषों के सल्फर को सल्फेट्स में ऑक्सीकरण करते हैं, साथ ही एनारोबिक सल्फेट रेड्यूसर, जो सल्फेट्स को हाइड्रोजन सल्फाइड में कम करते हैं, इस चक्र के व्यक्तिगत लिंक में भाग लेते हैं। सल्फर बैक्टीरिया के सूचीबद्ध समूहों के अलावा, हाइड्रोजन सल्फाइड को मौलिक सल्फर और आगे सल्फेट्स में ऑक्सीकृत किया जाता है। पौधे मिट्टी और पानी से केवल SO 2-4 आयनों को आत्मसात करते हैं।

केंद्र में वलय ऑक्सीकरण (O) और कमी (R) प्रक्रियाओं को दिखाता है जो उपलब्ध सल्फेट पूल और मिट्टी और तलछट में गहरे लोहे के सल्फाइड पूल के बीच सल्फर का आदान-प्रदान करते हैं।

चावल। 10. सल्फर चक्र। केंद्र में वलय ऑक्सीकरण (0) और कमी (आर) की प्रक्रिया को दर्शाता है, जिसके कारण सल्फर का आदान-प्रदान उपलब्ध सल्फेट के पूल और मिट्टी और तलछट में गहरे स्थित लौह सल्फाइड के पूल के बीच होता है।

सल्फर का मुख्य संचय समुद्र में होता है, जहां नदी के प्रवाह के साथ भूमि से सल्फेट आयनों की लगातार आपूर्ति की जाती है। जब हाइड्रोजन सल्फाइड को पानी से छोड़ा जाता है, तो सल्फर आंशिक रूप से वायुमंडल में वापस आ जाता है, जहां यह डाइऑक्साइड में ऑक्सीकृत हो जाता है, वर्षा जल में सल्फ्यूरिक एसिड में बदल जाता है। बड़ी मात्रा में सल्फेट्स और मौलिक सल्फर के औद्योगिक उपयोग और जीवाश्म ईंधन के दहन से बड़ी मात्रा में सल्फर डाइऑक्साइड वायुमंडल में निकलती है। यह वनस्पति, जानवरों, लोगों को नुकसान पहुँचाता है और अम्लीय वर्षा के स्रोत के रूप में कार्य करता है, सल्फर चक्र में मानव हस्तक्षेप के नकारात्मक प्रभावों को बढ़ाता है।

पदार्थों के संचलन की दर

पदार्थों के सभी चक्र अलग-अलग गति से होते हैं (चित्र 11)

इस प्रकार, ग्रह पर सभी पोषक तत्वों के चक्र को विभिन्न भागों की जटिल बातचीत द्वारा समर्थित किया जाता है। वे विभिन्न कार्यों के जीवों के समूहों की गतिविधि से बनते हैं, समुद्र और भूमि को जोड़ने वाले अपवाह और वाष्पीकरण की प्रणाली, पानी और वायु द्रव्यमान के संचलन की प्रक्रिया, गुरुत्वाकर्षण बलों की क्रिया, लिथोस्फेरिक प्लेटों के टेक्टोनिक्स और अन्य बड़े- पैमाने पर भूवैज्ञानिक और भूभौतिकीय प्रक्रियाएं।

जीवमंडल एक एकल जटिल प्रणाली के रूप में कार्य करता है जिसमें पदार्थों के विभिन्न चक्र होते हैं। इनमें से मुख्य इंजन परिसंचरण ग्रह का जीवित पदार्थ है, सभी जीवित जीव,कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण, परिवर्तन और अपघटन की प्रक्रिया प्रदान करना।

चावल। 11. पदार्थों के संचलन की दरें (पी। क्लाउड, ए। जिबोर, 1972)

विश्व का पारिस्थितिक दृष्टिकोण इस विचार पर आधारित है कि प्रत्येक प्राणीइसे प्रभावित करने वाले कई अलग-अलग कारकों से घिरा हुआ है, जो परिसर में अपना निवास स्थान बनाता है - एक बायोटोप। अत, बायोटोप - क्षेत्र का एक टुकड़ा जो पौधों या जानवरों की कुछ प्रजातियों के लिए रहने की स्थिति के मामले में सजातीय है(खड्ड ढलान, शहरी वन पार्क, छोटी झील या बड़े हिस्से का हिस्सा, लेकिन समान परिस्थितियों के साथ - तटीय भाग, गहरे पानी वाला हिस्सा)।

जीव एक विशेष बायोटोप की विशेषता बनाते हैं जीवन समुदाय, या बायोकेनोसिस(झील, घास के मैदान, तटीय पट्टी के जानवर, पौधे और सूक्ष्मजीव)।

जीवन समुदाय (बायोकेनोसिस) अपने बायोटोप के साथ एक संपूर्ण बनाता है, जिसे कहा जाता है पारिस्थितिक तंत्र (पारिस्थितिकी तंत्र)।प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र का एक उदाहरण एंथिल, झील, तालाब, घास का मैदान, जंगल, शहर, खेत है। एक क्लासिक उदाहरणकृत्रिम पारिस्थितिकी तंत्र है अंतरिक्ष यान... जैसा कि आप देख सकते हैं, यहां कोई सख्त स्थानिक संरचना नहीं है। पारिस्थितिकी तंत्र की अवधारणा के करीब अवधारणा है बायोगेसीनोसिस।

पारिस्थितिक तंत्र के मुख्य घटक हैं:

• निर्जीव (अजैविक) वातावरण।ये पानी, खनिज, गैस, साथ ही कार्बनिक पदार्थ और ह्यूमस हैं;
• जैविक घटक।इनमें शामिल हैं: उत्पादक या उत्पादक (हरे पौधे), उपभोक्ता, या उपभोक्ता (जीवित चीजें जो उत्पादकों को खिलाती हैं), और डीकंपोजर या डीकंपोजर (सूक्ष्मजीव)।

प्रकृति बेहद आर्थिक रूप से काम करती है। इस प्रकार, जीवों द्वारा निर्मित बायोमास (जीवों के शरीर का पदार्थ) और उनमें निहित ऊर्जा को पारिस्थितिकी तंत्र के अन्य सदस्यों में स्थानांतरित कर दिया जाता है: जानवर पौधों को खाते हैं, ये जानवर अन्य जानवरों द्वारा खाए जाते हैं। इस प्रक्रिया को कहा जाता है भोजन, या ट्रॉफिक, श्रृंखला।प्रकृति में, खाद्य श्रृंखलाएं अक्सर ओवरलैप करती हैं, एक खाद्य जाल बनाना।

के उदाहरण आहार शृखला: पौधे - शाकाहारी जानवर - शिकारी; अनाज - फील्ड माउस - लोमड़ी, आदि और खाद्य जाल अंजीर में दिखाया गया है। 12.

इस प्रकार, जीवमंडल में संतुलन की स्थिति जैविक और अजैविक पर्यावरणीय कारकों की परस्पर क्रिया पर आधारित होती है, जो पारिस्थितिक तंत्र के सभी घटकों के बीच पदार्थ और ऊर्जा के निरंतर आदान-प्रदान के कारण बनी रहती है।

प्राकृतिक पारिस्थितिक तंत्र के बंद चक्रों में, अन्य के साथ, दो कारकों को भाग लेना चाहिए: डीकंपोजर की उपस्थिति और सौर ऊर्जा की निरंतर आपूर्ति। शहरी और कृत्रिम पारिस्थितिक तंत्र में, कम या कोई डीकंपोजर नहीं होते हैं; इसलिए, तरल, ठोस और गैसीय अपशिष्ट पर्यावरण को प्रदूषित करते हुए जमा होते हैं।

चावल। 12. खाद्य जाल और पदार्थ के प्रवाह की दिशा