Круговорот фосфора

Фосфор входит в состав генов и молекул, переносящих энергию внутри клеток. В различных минералах фосфор содержится в виде неорганического фосфат-иона РО₄^3-. Растения поглощают РО₄^3- из водного раствора и включают в состав различных органических соединений, где фосфор выступает уже в форме органического фосфата. По пищевым цепям он переходит от растений ко всем прочим организмам экосистем (рис. 7):

Фосфоритные разработки, удобрения эрозия почв,

выветривание минералов, выделения животных

РО₄^3- Окисление Редуценты

РО₄^3-

Накопление в экосистеме

Растения Органический Первичные Вторичные

(продуценты) фосфат консументы консументы

Окисление

Накопление в экосистеме РО₄^3-

Рис. 7. Круговорот фосфора

При каждом переходе часть содержащих фосфор соединений окисляется, и фосфат с выделениями вновь поступает в окружающую среду, откуда снова может поглощаться растениями и начинать новый цикл. Часть фосфора накапливается в экосистеме (в почве, на дне водоемов и т.д.).

Круговорот азота сложнее, т.к. включает как газовую (N₂), так и минеральную (NH₄⁺ , NO₃^- ) фазы. Весьма сложен круговорот кислорода, т.к. в биосфере к нему присоединяется большое количество органических и неорганических веществ, а также водород, с которым он образует воду.

С учетом того, что все вещества и элементы на Земле находятся в состоянии постоянного круговорота, можно сформулировать первый основной принцип функционирования экосистем:получение экосистемой ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота всех элементов.

Устойчивое функционирование природной экосистемы происходит при постоянном взаимодействии ее элементов, круговороте веществ, передаче информации и энергии (химической, генетической) по цепям-каналам. При этом устойчивость экосистемы обеспечивается обратной связью между ее элементами.

Обратная связь заключается в использовании управляющими компонентами экосистемы данных, получаемых от управляемых компонентов, для внесения соответствующих коррективов в процесс функционирования системы (вновь мы видим выполнение уже известного принципа Ле Шателье).

В природе существуют нарушения каналов передачи информации, нарушения обратной связи: стихийные бедствия, засухи, наводнения, землетрясения, болезни. В каналах обратной связи появляются помехи, и в зависимости от степени влияния помех устойчивость функционирования экосистем может быть сохранена или исключена.

Помехи от человеческой деятельности нарушают экосистемы практически на всем земном шаре. Особенно опасны помехи вследствие прерывания биотического круговорота (застройка городов, гидротехническое строительство, прокладка транспортных коммуникаций, изменение ландшафтов и т.д.).