«Агроэкология және қоршаған орта» пәні бойынша Дәрістер жинағы Дәріс №1. Агроэкология пәні. Кіріспе
Биосферадағы заттар айналымы. Әлемдік биогеохимиялық циклдар. В.И.Вернадскийдің негізгі биогеохимиялық заңдары. Қазіргі биосфера
жүктеу/скачать 1,27 Mb.
|
Агроэкология лекции
| Биосферадағы заттар айналымы. Әлемдік биогеохимиялық циклдар. В.И.Вернадскийдің негізгі биогеохимиялық заңдары. Қазіргі биосфера. Биосферадағы химиялық элементтер табиғи ортадан организмдерге, одан қайта ортаға үнемі айналып жүріп отырады. Өмірге қажетті элементтер мен органикалық емес қосындылардың ортадан организмге, организмнен ортаға айналуын қоректік элементтер айналымы деп атайды.
Биосферада болатын заттар айналымын екіге бөлу болар еді. Бірінші – газ түріндегі заттар айналымы. Оған көміртек, оттек, азот сияқты газдар қатынасып, шығын болған газдың орнын ауадағы немесе мұхиттағы сақтаулы қорлар толтырып отырады. Мысалы өрт болып бір жерге көмірқышқыл газ көп жиналса, ол желмен басқа жаққа тарап немесе өсімдіктердің көмегімен азайып жатады. Екінші – шөгінді заттар айналымы. Мысалы, фосфор (Р), немесе темір (Ғе), тез бұзылытындықтан айналымнан ұзақ уақытқа шығып қалады, оларды қайтадан заттар айналымына қосу үшін биологиялық процестер жүргізу қажет. Адамдардың табиғаттағы заттар айналымына әсерлері үлкен. Соның нәтижесінде бұл айналымдар белгілі ырғақтан шығып, өте жылдам жүретін болса, жаратылысқа тән емес өзгерістерге түседі. Сол себепті бір жерге көп жиналып, екінші жерде жетіспей жатады. Мысалы фосфор рудасын қазғанда, өңдегенде кен қазатын жер және өңдейтін зауыт маңайы руда қалдықтарымен өте көп ластанады. Егістік жерлерге фосфор тыңайтқышын шамадан тыс қолданғандықтан егістіктер, өзендер, көлдер ластанып су қорларының сипаты төмендейді. Табиғатты қорғаудағы негізгі мақсат – ондағы қалыптасқан заттар айналымы ырғағын сақтау, заттарды табиғи айналым процесіне қайтарып отыру керек. Заттар айналымында тірі организмдер мен олардың жиынтығы мынадай биогеохимиялық (био – тірі организмдер туралы, гео – тау-тас, ауа, су, өлі табиғат туралы ғылым) рольдер атқарады. Газ бөлу – жасыл өсімдіктер фотосинтез процестер оттек, адамдар мен жануарлар – көмір қышқыл газын бөлсе, бактериялар азот пен күкіртті сутек газдарын қалпына келтіреді; Жинақтау – тірі организмдер сутек, көміртек, оттегі, натрий, марганец, магний, алюминий, фосфор, кремний, калий, кальций, күкірт, темір, кейбіреулері йод, радий сияқты химиялық элементтер бойларына жинап алып қалады; Тотықтыру-қалпына келтіру-организмдер топырақты, судағы заттарды толықтырады. Соның нәтижесінде тұздар, тотықтар пайда болады, заттарды қайтадан қалпына келтіреді (күкірт, сутек, күкіртті темір). Бактериялар жер қойнауында әктас, боксит т.б. шөгінділер қорғайды. Биохимиялық- қоректену дем алу, өсіп-өну, өліп-қирау, іріп-шіру сияқты рольдер атқарады. Аса маңызды заттар айналымына биологиялық, су, химиялық элементтер және энергия айналмындарын жатқызуға болады. Биологиялық айналым өсімдіктердің өсіп өнуінен, жануарлардың оларды қорек етіп күн көруінен, жыртқыштардың жануарларды жеп өмір сүруінен, соңынан өсімдіктер мен жануарлар қалдықтары өлі органикалық заттарға айналып, іріп-шіріп қайтадан өсімдіктердің қоректік тізбегіне кіруінен тұрады. Күн сәулесін сіңіріп, тірі заттар (материя) өндіретін өсімдіктер продуценттер (өндірушілер), олармен қоректенетін жануарларды консументтер (тұтынушылар), органикалық заттар мен олардың қалдықтарын бөлшектеп, ірітеп-шірітетін, заттар айналымын қайта бастауға әзірлейтін өте ұсақ организмдерді редуценттер (қайта қалыпқа келтірушілер) деп атайды. Консументтер екіге бөлінеді: Біріншілері өсімдіктермен, өсімдіктің тұқымымен, шырынымен, гүлімен, гүлдердің аталық тозаңымен, тәтті шірнесімен т.б. қоректенетін бір сөзбен айтқанда шөп жейтін жануарлар, екіншілері жануарлармен қоректенетін жыртқыштар, басқаша айтқанда ет жейтіндер. Гетерогрофтар өздері қоректенетін органикалық заттарды ақырына дейін пайдаланып көмір қышқыл газға, суға т.б. минералды заттарға айналдыра алмайды. Әрқайсысы органикалық заттардағы энергияның бір бөлігін ғана алып ыдыратады. Қалғандарын басқа гетеротрофтар қорек етіп, солар ыдыратып бітіреді. Биологиялық айналымды заттардың биогеохимиялық айналымы деп те атайды. Уақытқа байланысты олар толық тұйық цикл болып есептелінеді, оны биологиялық немесе биогеохимиялық цикл деп атайды. Биологиялық айналым нәтижесінде химиялық элементтердің таралуы болады, олардың бастапқы тау жыныстарынан топыраққа, өсімдіктер мен жануарларға өтуі процестері жүреді. Оттегі айналымы. Жер атмосферасындағы оттек хлорфильді организмдермен қатар пайда болған. Алғашында олардың оттек газы ультракүлгін күн сәулесінің әсерімен озонға айналып, аспанда озон қабатын құрады. Озон қабаты ультракүлгін күн сәулесінің жер бетіне түгелдей өтуіне кедергі болған соң хлорофильді организмдер, әсіресе су қабатындағы фитопланктондар өсіп, көбейіп, олардан бөлінген оттек жер бетіне жинала бастайды. Жердегі оттегінің циклі шамамен 2000 жылда,судың – шамамен 2 млн жылда жүріп өтеді. Бұл заттардың атомдары Жер шарында әр түрлі тірі зат арқылы өткен. Биосфера ұзақ даму кезеңін басынан өткізді. Бұл процесс тіршілік формасын өзгертіп, судан құрлыққа шығып, зат айналымының жүйесін өзгертті. Атмосферадағы оттегінің мөлшері біртіндеп артты. Соңғы 600 млн жылда зат айналымдарының жылдамдығы мен сипаты қазіргі кезең деңгейіне жақын. Биосфера үлкен, үйлесімді экожүйе ретінде жұмыс істейді. Ондағы ағзалар теек қоршаған ортаға бейімделіп қана қоймай, өздері де тіршілікке қолайлы жағдай жасайды. Көміртегі айналымы. Барлық организмдер өмір сүру үшін химиялық қоспаларды жинақтау, қосу процестерімен қатар оған қарама-қарсы болып саналатын заттарды ажырату, ыдырату, ірітіп-шіріту процестерін жүргізетіні белгілі. Өсімдіктер түзген органикалық заттың құрамында көміртегі қоректену тізбегі бойынша тірі немесе өлі өсімдік ұлпалары арқылы өтіп, тыныс алу, ашу немесе отынның жануы нәтижесінде көмірқышқыл газы түрінде атмосфераға қайтарылады. Көміртегі циклінің ұзақтығы үш – төрт жүз жылдыққа тең. Оттегі айналымында жасыл өсімдіктер атмосфераға оттек берушілер болса, көміртек айналымында ауадағы көмір қышқыл газды жинап пайдаланушылар болып табылады.. Судағы организмдер суда еріген көмір қышқыл газын дене қаңқаларын құруға пайдаланып, олар өлгеннен кейін денелері теңіз түбіне түсіп әк тастан тұратын тау жоталарын құрайды. Көмір қышқыл газы отын жаққанда, өрт болғанда, жанар таулар атқылағанда, адамдар мен жануарлар дем алғанда бөлінеді. Өсімдіктер де және жануарлар денесінде қалған көмір қышқыл газы олар өлгеннен кейін органикалық қалдықтармен бірге топыраққа кетеді. Қалдықтар іріп-шіруіне байланысты босаған көмір қышқыл газы атмосфераға келіп қосылады. Көміртегі айналымын төмендегідей болады.Оттегі сияқты көміртекте топырақта, өсімдіктердің, жануарлардың құрамында болады. Биосферадағы көміртек айналымының қорытынды кезеңі, көмір қышқыл газы арқылы аяқталады. Ауадағы көмір қышқыл газы өсімдіктердің тез өсуіне, мол өнім беруіне зор әсер етеді. Газдың осы қаситін пайдаланған бақшашылар парниктерде қыс айларының өзінде көкөністкр мен гүлдер өсіріп табыс табады. Оттегімен салыстырғанда көмір қышқыл газы суда 35 есе тез ериді де көмір қышқылы тұздар және кальций (күміс сияқты жарқырауық металл) жинақтарымен өте күрделі байланысқа түседі. Мысалы тұзды суда көмір қышқыл газын азайтса онда көмір қышқылды тұз тез пайда болады. Егер көмір қышқыл газды қайтадан көбейтіп бұрынғы қалпына келтірсе тұздар суда еріп кетеді. Жер жүзінде тұзды көлдер аз емес. Олардың құрамында көмір қышқыл газды азайтып тұз өндіретін кәсіпорындар ашуға болады. Көмір қышқыл газдың мөлшерін бұрынғы қалпына келтірсе олар баяғы тұзды көлге айналады. Азот айналымы. Топырақта азот бірнеше жолдармен келеді. Көбіне аспанда найзағай ойнағанда жаңбыр суымен келіп қосылады. Жанар таулар атқылағанда 1км жерге шамамен 1 тонна азот қосылады. Өсімдіктер азотты ыдыраған өлі органикалық заттан алады. Бактериялар ақуыздардың азотын өсімдіктер сіңіре алатын түрде өткізеді. Атмосферадағы бос азотты өсімдіктер тікелей сіңіре алмайды. Бактериялар мен көк – жасыл балдырлар атмосфералық азотты байланыстырып, топыраққа өткізеді. Көптеген өсімдіктер олардың тамырларында түйнектер түзетін азот – фиксациялаушы бактериялармен симбиоз түзеді. Бірақ ауадағы және топырақтағы бос азотты өсімдіктер пайдалана алмайды. Оны кейбір өте ұсақ организмдер, өсімдік тамырларында өмір сүоетін бактериялар, судағы жасыл-көк балдырлар ғана байлап, өсімдіктер пайдаланатын түрге келіп отырады. Өсімдікиер азотты нитрат жіне нитрат түрінде пайдаланып қоректік тізбек арқылы адамдарға, жануарларға береді. жүктеу/скачать 1,27 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|