Круговорот веществ в экосистеме №2 продолжение

№ 3-лекция Тема: Экосистемалардагы заттардын айланышы План: 1. Биогеохимиялык циклдер 2. Көмүртектин, азоттун, суунун, фосфордун, күкүрттүн айланышы.

Биогеохимиялык циклдар

• Биосферанын концепциясынын чегинде түрдүү чөйрөлөрдө отурукташкан жандуу организмдердин иш-аракети биосферанын деңгээлинде бүтүндөй функционалдык система катары интеграцияланат. Анын негизги функциясы болуп, тиричиликти тынымсыз заттардын жана энергиянын агымы менен камсыз кылуу эсептелет. Экосистеманын биотикалык жана абиотикалык түзүүчүлөрүнүн тыгыз байланышы аны уюштурунун жана бүтүндүүлүк катары бөлүнүшүнүн негизги принциптери катары эсептелет.
• Белгилүү болгон 114 химиялык элементтин ичинен жандуу организмдер 30-40 гана колдонот. Адам өзүнүн жараталышы боюнча бул жагынан алганда уникалдуу жашоосу үчүн 40 жакын элементти тыгыз пайдаланса, өзүнүн тиричилигинде жаратылышта кездешкен көпчүлүк элементтерди колдонот.
• Негизги элементтерге: көмүртек , суутек , кычкылтек , азот -бул элементтер организмге көп санда керектелет дагы– макроэлементтер деп, ал эми калган элементтер салыштырмалуу көп эмес санда кездешкендиктен– микроэлементтер деп аталат. Ага карабастан биосферадагы бардык элементтер белгилүү циклдик (туюк) жолдор менен айланышат: сырткы чөйрөдөн организмдерге жана алардан кайра сырткы чөйрөгө. Бул жолдор чоң же кичине деңгээлде циклдик келип, биогеохимиялык циклдик айлануу деп аталат.

• Зат жана энергиянын айлануусу менен катар популяциялардын “айлануусун”- алардын санынын калыбына келүү убактысын иликтешет.
• Заттардын ар бир айлануусун эки бөлүккө бөлүшөт: резеврдик фонд жана кыймылдуу (айырбаштоочу) фонд . Резеврдик фондко жай кыймылдоочу заттар кирет, негизинен биологиялык эмес компонент менен байланышпайт. Андан айырмаланып, кыймылдуу фонд организмдин жана айлана чөйрөнүн ортосундагы тез алмашууну мүнөздөйт. Антропогендик ишмердүүлүктү баалоо үчүн ревезрдик фонддун көлөмдөрүн салыштыруу маанилүү: өзгөрүүлөргө, эреже боюнча көпчүлүк учурда аз көлөмдүү фонддор дуушар болушат.
• Жаратылыштагы биогеохимиялык туюк айланууларды экиге бөлүшөт:
• резервдик фонддогу газ абалындагы заттардын атмосферада жана гидросферада айлануусу;
• жер кыртышында резервдик фонддун чөкмө сыяктуу (айлануусу) цикли;

Көмүртектин айлануусу

• Көмүртек -органикалык бирикмелердин жашоосу үчүн негизги болуп эсептелген молекулаларды (углеводдор, майлар, белоктор, нуклеин кислоталары ж.б.) түзүүчү элемент. Бул биоэлемент циклда көп эмес, бирок кыймылдуу резервдик фонду менен атмосферада катышат, андан өсүмдүктөр аны көмүртектин диоксиди (СО 2 ) түрүндө алышат.
• Мына ушул СО 2 (сууда эриген жана атмосферадагы) – органикалык эмес көмүртектин жалгыз булагы, андан жандуу клетканы түзгөн, фотосинтез процессинин негизинде бардык органикалык бирикмелер иштелип чыгат. Экосистеманын азыктануу чынжырчасы менен көмүртектин кыймылы энергиянын өтүшү менен тыгыз байланышта – ошого байланыштуу тиричиликтин акыркы продукциясы болуп – СО 2 жана Н 2 О эсептелет.

• Көмүртектин катуу формалырын продуценттер сиңире алышпайт, ошондуктан бирден-бир өсүмдүктөр үчүн анын булагы катары – атмосфералык аба эсептелет. Азыркы учурда атмосферада көмүртектин СО 2 түрүндөгү камдалышы салыштырмалуу көп эмес.
• Көмүртекти органикалык заттардын курамына кошуу процесси – өсүмдүктөрдөгү фотосинтездин жүрүшү менен ишке ашырылат, анын жыйынтыгында СО 2 менен Н 2 О жана органикалык бирикмелер – канттар пайда болот. Бул канттар акырындап татаал органикалык бирикмелерге айланышат. Өсүмдүктөрдө метоболизмдин жүрүшү менен белок жана липиддер пайда болот. Пайда болгон органикалык заттарды өсүмдүкдөр өздөрүнүн ткандарын калыптандыруу жана өсүүсүн камсыз кылуучу энергияны алуу үчүн колдонушат. Ошондой эле алар экинчилик трофикалык (гетеротрофтук) деңгээлдеги организмдер үчүн органикалык заттардын булагы катары кызмат кылышат. Температуранын, туздуулуктун, суунун жарык болушу, суу биотасынын активдүүлүгү, биохимиялык жана башка процесстердин өзгөрүшүү, карбонаттык тең салмактуулуктун жана органикалык менен органикалык эмес көмүртектин санынын катыштарынын бузулушуна алып келет.

Азоттун айлануусу

• Азот көмүртек сыяктуу эле атмосфералык абанын курамына кирүү менен молекула (N 2 ) түрүнө катышат. Ал организмдердин жашоо тиричилигинде эң негизги ролду ойнойт. Кычкылтек сыяктуу эле азот жаныбарлардын дем алуусу үчүн эң зарыл зат. Анда көп сандагы организмдердин катышканына карабастан, ал түрдүү экосистемада азоттун тез айланышын камсыз кылат.
• Эрежеге ылайык сандык катышы боюнча азот көмүртектен кийин турат жана аны менен бирге белоктук бирикмелердин пайда болушуна катышат. Белоктун молекуласына көмүртек менен туруктуу амиддик байланыштарды түзөт же суутек менен аминдик же амиддик гркппа түрүндө катышуу менен биригет. Белоктордун курамына кирген же башка азотту камтыган бирикмелерде азот органикалык формасынан органикалык эмес формасына которулат, бул бир катар хемотрофтук бактериялар аркылуу ишке ашырылат. Азоттун цикли атмосферадагы кең резервдик фонд аркылуу мүнөздөлөт. Абанын 78% азот түзөрү белгилүү. Афтотрофтор үчүн азоттун булагын нитраттар (HNO 3 -азот кислотасынын туздары) жана атмосферадагы молекулярдык азот түзөт. Өсүмдүктөрдүн тамыр системасы аркылуу азоттун нитраттары өткөрүү жолдору менен жалбырактарга барат, ал жерде өсүмдүктүн белогунун синтезине катышат.

Суунун айлануусу

• Жер шарында суу - Дүйнөлүк океан жана континенталдык суулар түрүндө : муздар, суу сактагычтардын, көлмөлөрдүн, дарыялардын суулары катарында гидросфераны түзөт.
• Таза суу ЭГБПнын “гидрологиялык циклдин биосфералык аспектилери” долбоорунун чыгарган жыйынтыгына ылайык, гидрологиялык жана биогеохимиялык циклдарды жана калктын жашоо шарттарын көзөмөлдөйт. Ал жашоо үчүн көмүртек сыяктуу эле негизги ролду ойнойт.
• Суунун беттик кыртыштан бууланган суу, атмосфералык нымдуулукту пайда кылат, анын конденсацияланышы (муздашы) атмосфералык жаандардын пайда болушуна алып келет. Мына ушундай жол менен суу кайрадан суу обьектилерине кайтып келет. Бул процесс жер кыртышындагы суунун чоң айлануусун түзөт. Ошондой суунун кичи айлануу процесстери да белгилүү, анда суу кайсы жерден бууланса, ошол жерге кайтып келет.
• Суу биосферанын эң зарыл бөлүгү болуп эсептелет. Ал бардык жандуу организмдердин курамына кирүү менен алардын жалпы салмакгынын 90% жакынын түзөт. Бирок суунун чоң айлануусунун ичинен көп эмес бөлүгүн гана кургактагы экосистема колдонот деп эсептелет. Мисалы, экосистемадагы биомассаны калыптандыруу үчүн атмосфералык жаан менен коштолгон суунун 1% жакын гана суу колдонулат. Биоценоздун чегинде суунун айлануусу үчүн маанилүү мааниге кичи айлануунун курамына кирген транспирация, инфильтрация, кармап калуу процесстери жана агын суулар ээ.

• Атмосфералык жаандын суулары жердин бетине жетээрден алдын өсүмдүктөр аркылуу кармалат. Топуракка жеткенден кийин суу ага сиңирилет (инфильтрация процесси) же кыртышта агын сууну пайда кылат. Эгерде жаандын суулары жер алдындагы сууга жетсе, анда анын курамына кошулат. Жер алдындагы суу топурактагы нымдуулукту кыртыштын үстүндөгү суулар менен жана бүтүндөй гидросфера менен байланыштырат. Топурактагы нымдуулук өсүмдүктөр аркылуу колдонулат, бир бөлүгү өсүмдүктөрдөгү буулануу жолу (транспирация) менен кайрадан атмосферага берилет.
• Өсүмдүктөрдөгү транспирация суунун айлануусуна басымдуу денгээлде салым кошот.

Фосфордун айланышы

• Фосфор өсүмдүктөрдүн өсүүсүнө жана өнүгүшүнө негизги рол ойногон жана жандуу организмдердин азыктануусу үчүн зарыл болгон элементтердин бири катары эсептелет. Фосфордун жаратуучулары катары азоттон айырмаланып атмосфера кызмат кылбайт, тоо тектери ж.б кирет. Минералдык фосфор көптөгөн тоо кендеринин курамына кирет. Гидросферага ал, алардын эрозия учурунда терең эмес сууларда чөкмө түрүндө топтолот.
• Жаныбарларда фосфор органикалык бирикмелер (белоктор менен бирге) түрүндө сөөктүн ж.б ткандардын курамына кирет. Ошондой эле клеткаларда энергияны камсыз кылуучу энергетикалык процесстерде аденозинүчфосфор жана аденозиндифосфор кислоталары түрүндө маанилүү орунду ээлейт. Өлүк организмдердин ажыроосунун жана органикалык бирикмелердин минералдашуусунун жыйынтыгында фосфор, фосфаттар түрүндө (ортофосфордуу кислотанын туздары) өсүмдүктөр тарабынан сиңирилип, кайрадан айланууга тартылат.

Күкүрттүн айланышы

• Минералдык күкүрт тоо тектердин курамындагы күкүрттүн жана жездин колчедандарынын табигый бузулушунун жыйынтыгында топуракка кошулат. Ал жаандын суусу аркылуу кургактыктагы жана суу чөйрөсүндөгү экосистемаларга которулат. Күкүрттүн айлануусу үчүн топурактагы жана чөкмөлөрдөгү кенен резервдик фонд жана атмосферадагы - кичи фонд мүнөздүү. Күкүрт белоктун компоненти болуу менен бир катар аминокислоталардын: цистин, цистеин, метиониндин курамына кирет. Бул аминокислоталар минералдык күкүрттү колдонушкан өсүмдүктөр тарабынан синтезделишет. Жаныбарлардын организмине күкүрт өсүмдүк азыгы аркылуу берилет. Азыркы учурда биосферада өндүрүштүк текке ээ болгон күкүрт чоң рол ойнойт, ал атмосферага SO 2 түрүндө түтүн менен кошо тарайт. Бул газдын негизги булагы болуп – көмүрдүн күйүшү эсептелет. Атмосферадагы нымдуулук менен аракеттенүүгө кирип, күкүрт күкүрттүн ангидриди түрүндөгү кислотаны пайда кылат, андан соң жаан менен кошо жердин кыртышына түшөт. Бул “кислоталык жаан” деп аталат. Ушуундай касиетке NO 2 , CO 2 да ээ. Азыркы учурда “кислоталык жаандар” айыл чарбасы жана суу обьектилери үчүн олутуу коркунучтарды пайда кылууда.