Природні біогеохімічні цикли

* *

**

Мал. 5. Кругообіг сірки.

8. Кругообіг води.

Вода, як і повітря – основний компонент, необхідний для життя. В кількісному співвідношенні це найбільш розповсюджена неорганічна складова живої матерії. Насіння рослин, в яких вміст води не перевищує 10%, відноситься до форм уповільненого життя. Таке ж явище (ангідробіоз) спостерігається у деяких видів тварин, які при несприятливих зовнішніх умовах можуть втрачати велику частину води в своїх тканинах. Вода в трьох агрегатних станах присутня в усіх складових біосфери: атмосфері, гідросфері та літосфері. Якщо воду, яка знаходиться в різних гидрогеологічних формах, рівномірно розподілити по відповідним областям земної кулі, то утворяться шари такої товщини: для Світового океану 2700 м, для льодовиків 100 м, для підземних вод 15 м, для поверхневих прісних вод 0.4 м, для атмосферної вологи 0.03 м. Основну роль в циркуляції та біогеохімічному кругообігу води відіграє атмосферна волога, незважючи на відносно малу товщину її шару. Атмосферна волога розподілена по Землі нерівномірно, що обумовлює великі розбіжності в кількості опадів в різних районах біосфери. Середній вміст водянї пари в атмосфері змінюється в залежності від географічної широти. Наприклад, на Північному полюсі воно рівно 2.5 мм (в стовпі повітря із поперечним перетином 1 см2), на екваторі - 45 мм. Вода, випавша на сушу, після цього витрачається на просочування (або інфільтрацію), випаровування та сток. Просочування особливо важливо для наземних екосистем, бо сприяє постачанню грунтів водою. В процесі інфільтрації вода надходить у водоносні горизонти та підземні ріки. Випаровування з поверхні грунту також відіграє важливу роль у водному режимі місцевості, але більш значну кількість води виділяють самі рослини своїм листям. Причому кількість води, що виділяється рослинами, тим більше, чим краще вони нею постачаються. Рослини, що виробляють одну тону рослинної маси, поглинають як мінімум 100 т води. Головну роль в круговороті води на континентах відіграє сумарне випаровування (дерева і грунт). Остання складова кругообігу води на суші – сток. Поверхневий сток та ресурси підземних водоносних шарів забезпечують живлення водних потоків. Разом з тим при зменшенні щільності рослинного покрову сток стає основною причиною ерозії грунту. Як вже відмічалося, вода бере участь і в біологічному циклі, являючись джерелом кисня та водорода. Однак фотоліз її при фотосинтезі не відіграє суттєвої ролі в процесі кругообіга.

9. Антропогенийвплив на навколишнє середовище.

Проблеми народонаселення та ресурсів біосфери тісно пов'язані з реакціями навколишнього природного середовища на антропогенний вплив. Природний екологічно сбалансирований стан навколишнього середовища зазвичай називають нормальним. Цей стан, при якому окремі групи організмів біосфери взаємодіють один з іншим та з абіотичним середовищем без порушення рівноваги кругообігів речовин та потоків енергії в межах певного геологічного періоду, обумовлене нормальним протіканням природних процесів в всій геосфері. Природні процеси можуть мати катастрофічний характер, наприклад виверження вулканів, землетрус, повінь, що, однак, також складає 'норму' природи. Ці та інші природні процеси поступово, із геологічною швидкістю, еволюціонують і в той же час на протязі тысячорічч (протягом одного геологічного періоду) залишаються в сбалансированному стані. При цьому протікають малий (біологічний) та великій (геологічний) кругообіги речовин та встановлюються енергетичні баланси між різноманітними геосферами і космосом, що поєднує природу в єдине ціле. Кругообіги речовин та енергії в біосфері характеризуються певними кількісними параметрами, які специфичні для даного геологічного періоду і для кожного елементу земної поверхні у відповідності з їхньою географією. Зазвичай в якості основних параметрів, що характеризують стан навколишнього природного середовища, виділяють наступні:

1. Энергетичний: Е = Е0 + DЕ,

де Е0 – запас енергії в системі у момент часу t0;

DЕ - енергетичний баланс системи за час Dt, тобто в період від

t = t0 до t = t0 + Dt .

2. Водний: W = W0 + DW,

де W0 – запас води в системі у момент часу t0;

DW – водний баланс системи за час Dt, тобто в період від

t = t0 до t = t0 + Dt .

3. Біологічний: В = В0 + DВв - DВm,

де B0 – початкова біомаса;

DВв – біологічна продуктивність;

DВm – мінералізація органіки за час Dt .

4. Біогеохимічний: G = G0 + DGв - DGg,

где G0 – запас хімічних елементів в системі;

DGв и DGg – зміна запасу хімічних елементів внаслідок біологічного та геологічного кругообіга речовин.