Участники биотического круговорота

Круговорот биогенных элементов, обусловлен­ный синтезом и распадом органических веществ в эко­системе, называется биотическим круговоротом веществ. Кроме биогенных элементов, в биотический круговорот вовлечены важнейшие для биоты минеральные элементы и множество различных соединений. Поэтому весь цик­лический процесс химических превращений, обусловлен­ных биотой (совокупностью видов организмов какой-либо крупной территории), особенно когда речь идет обо всей биосфере, называется биогеохимическим круговоротом.

Главный участник биотического круговорота - углерод как основа органических веществ.

Азот входит в структуру всех белков и вместе с тем яв­ляется наиболее лимитирующим из биогенных элементов. Колоссальный резервуар свободного молекулярного азота в атмосфере лишь в ничтожной мере затрагивается био­тическим круговоротом. Энергия химической связи в моле­куле N2 очень велика. Поэтому соединение азота с другими элементами, кислородом или водородом (процесс азот-фиксации) требует больших затрат энергии.

В отличие от углерода и азота резервуары доступного для биоты кислорода по сравнению с его потоками огромны.

Кислород на Земле - первый по распространенности элемент: его содержание (в весовых процентах) в атмос­фере - 23,1; в экосфере (в составе сухой органики) - 44,8; в литосфере - 47,2; в гидросфере (в составе поды) - 86,9.

С круговоротом кислорода тесно связано образование озона.

В высоких слоях атмосферы под влиянием жесткой ультрафиолетовой части солнечного спектра происходят ионизация и диссоциация части молекул кислорода, образуется атомарный кислород, который немедленно присоединяется к возбужденным молекулам кислорода, образуя озон - трехатомный кислород: hu → О₂ ↔ 2О; О + О₂ ↔ О3; ∆Н = +141,9 кДж/моль. Здесь hu - квант света с длиной волны не более 225 нм.

Поглощая при своем образовании значительную часть жестких ультрафиолетовых лучей, озон играет большую защитную роль для всей экосферы, так как многие моле­кулярные структуры живых организмов разрушаются под действием жесткого ультрафиолета.

Фосфор, как и азот, - лимитирующий биоген (веще­ство, создаваемое и перерабатываемое совокупностью живых организмов, уровень которого близок к пределам выносливости организма). Но в отличие от циклов угле­рода, кислорода и азота цикл фосфора в экосфере сущест­венно разомкнут, так как значительная часть континенталь­ного стока фосфатов остается в океанических осадках и мало доступна для биоты.