10.2, блочная модель круговоротаСуществуют различные способы изображения биогеохимических круговоротов- Выбор способа зависит от особенностей биогео-химическогоо цикла того или иного элемента. При обсуждении круговорота кислорода экологи обычно различают пути, связанные с химическим включением кислорода в органические соединения, и пути, сопряженные с передвижением воды. Круговорот воды, или гидрологический цикл, хорошо сбалансирован в масштабе земного шара и приводится в движение энергией, в основном не связанной с организмами. Особи быстро теряют воду путем испарения и выделения; за время жизни особи содержащаяся в организме вода может обновляться сотни и тысячи раз. В то же время участие организмов в обмене воды ничтожно мало - общий объем испарения и транспирации оценивается в 59 10'8 г в год, в связи с чем при изображении биогеохимического цикла воды делают акцент на резервном. а не на обменном фонде (рис. 10.2). 122 При изображении биогеохимических циклов других веществ делают акцент на обмене между организмами и резервным фондом. а также на путях движения веществ внутри экосистемы. Так, круговорот углерода и кислорода обеспечивается комплементарными процессами фотосинтеза и дыхания. Азот, фосфор и сера проделывают в экосистеме более сложный путь, причем в этом им помогают микроорганизмы со специализированными метаболическими функциями. Испарение и /пранспирация " '59) Водянке пары В атмосфере (13) Рис. 10.2. Круговорот воды и его главные компоненты в глобальном масштабе (по: Риклефс, 1979). Цифры в скобках - количество воды, миллиарды миллиардов (Ю16) граммов в год- Любую экосистему можно представить в виде ряда блоков, через которые проходят различные материалы и в которых эти материалы могут -оставаться на протяжении различных периодов времени (рис. 10.3). В круговоротах минеральных веществ в экосистеме, как правило, участвуют три активных блока: живые организмы, мертвый органический детрит и доступные неорганические вещества. Два добавочных блока - косвенно доступные неорганические веще-' ства и осаждающиеся органические вещества ~ связаны с кругово-:i ротами биогенных элементов в каких-то периферических участках i общего цикла (рис. 10.3), однако обмен между этими блоками и ос-'. тальной экосистемой замедлен по сравнению с обменом, происхо-i дящим между активными блоками. 123 Процессы ассимиляции и распада, благодаря которым происходят круговороты биогенных элементов в биосфере, тесно связаны с поглощением и освобождением энергии организмами. Следовательно, пути биогенных элементов параллельны потоку энергии через сообщество, ВыветриЗание. эрозия. {иолояичесное связывание Рис, 10.3. Блочная модель экосистемы с указанием некоторых наиболее важных путей обмена минеральных веществ (по Риклефсу, 1979). В наибольшей степени с превращениями энергии в сообществе связан круговорот углерода, так как большая часть энергии, ассимилированной в процессе фотосинтеза, содержится в органических угле роде оде ржащих соединениях. В результате процессов, сопровождающихся выделением энергии, среди которых самым главным является дыхание, углерод высвобождается в виде углекислого газа. Когда в организме происходит метаболизм органических соединений, содержащих азот, фосфор и серу, последние нередко удерживаются в этом организме, поскольку они необходимы для синтеза структурных белков, ферментов и других органических молекул, образующих структурные и функциональные компоненты живых тканей. А поэтому прохождение азота, фосфора и серы через 124 каждый трофический уровень несколько замедленно по сравнению со средним временем переноса энергии. |
| Оглавление| |