Общая характеристика циклов экосистем

В биосфере выделяют два взаимосвязанных цикла веществ:

· геологический;

· биогеохимический.

Геологический цикл – это круговорот веществ, в котором биота не участвует. Источником поступления вещества в биосферу являются вулканизм и разрушение горных пород. Вынос материи обратно в литосферу обусловлен процессами метаморфизма и осадконакопления.

Биогеохимический цикл определяет сток биогенов в литосферу и поступление необходимых биоте минеральных веществ из литосферы.

В любом биогеохимическом цикле можно выделить обмен веществом внутри экосистемы (внутренний цикл) и между экосистемой и внешней средой (внешний цикл). Внутренний цикл связан с синтезом и разложением органического вещества. Внешний – обусловлен стоком (захоронением) остатков организмов в осадочных отложениях и поступлением вещества в экосистему в результате геологических процессов (рис. 11). Исходя из этого, баланс цикла можно записать так

Δ = (Синтез + Поступление) – (Разложение + Сток).

Соответственно, выделяют резервуары или фонды:

· резервный, который находится за пределами экосистемы и характеризуется относительно медленным обменом веществом между экосистемой и внешней средой;

· обменный, который расположен в экосистеме и отличается быстрым обменом веществом между организмами и их непосредственным окружением.

Рис. 9. Потоки биогенов в экосистеме

Устойчивость циклов в высокой степени зависит от присутствия газообразной составляющей в цепочке превращений вещества. В этом случае газ поступает в атмосферу и стока вещества в водоемы и далее в донные отложения не происходит или он замедлен. Круговорот оказывается более устойчивым. Таковы циклы углерода, азота и кислорода. Если газовая составляющая отсутствует, циркуляция затруднена. Вещество вымывается из экосистемы, и его возврат малоэффективен. Так происходит при циркуляции фосфора.

Антропогенное влияние нарушает природные циклы. Появляются редкие в природе или новые химические соединения (например, диоксины). Природные биогеохимические циклы многих элементов (азота, серы, фосфора, калия, тяжелых металлов и др.) нарушаются и это отражается на экосистемах.