Круговорот веществ в природе — это сложный процесс, в котором вещества перемещаются между биотической и абиотической частями экосистемы. Рассмотрим примеры круговорота веществ в лесу, степи и пруду.
Лес
Углеродный цикл:
- Производители: Деревья и другие растения поглощают углекислый газ (CO₂) из атмосферы во время фотосинтеза, преобразуя его в органические вещества, такие как глюкоза.
- Потребители: Животные поедают растения, получая углерод в форме органических молекул.
- Редуценты: Микроорганизмы и грибы разлагают мертвую органику, высвобождая CO₂ обратно в атмосферу через дыхание.
Азотный цикл:
- Фиксация азота: Нитрифицирующие бактерии в почве или в симбиозе с корнями растений (например, бобовых) преобразуют атмосферный азот (N₂) в аммоний (NH₄⁺).
- Ассимиляция: Растения поглощают аммоний и нитраты из почвы, превращая их в аминокислоты и белки.
- Денитрификация: Другие бактерии преобразуют нитраты обратно в газообразный азот, возвращая его в атмосферу.
Фосфорный цикл:
- Выветривание: Фосфор высвобождается из горных пород и минералов через выветривание.
- Поглощение: Растения поглощают растворенный фосфор из почвы, который используется для синтеза нуклеиновых кислот и АТФ.
- Осаждение: После смерти организмов фосфор возвращается в почву и может быть снова закреплен в минералах.
Степь
Водный цикл:
- Испарение: Вода испаряется с поверхности почвы и растительности.
- Конденсация и осадки: Влага поднимается в атмосферу, конденсируется и возвращается на землю в виде дождя.
- Поглощение: Растения поглощают воду из почвы через корни, участвуя в транспирации.
Серный цикл:
- Выветривание: Серосодержащие минералы разрушаются, высвобождая серу.
- Ассимиляция: Растения поглощают сульфаты из почвы и используют их для синтеза белков.
- Окисление: Сера возвращается в почву и атмосферу в результате разложения органики и окисления серы в сульфаты.
Калиевый цикл:
- Выветривание: Калий высвобождается из почвенных минералов.
- Поглощение: Растения поглощают калий из почвы, который необходим для их роста и метаболизма.
- Возврат: После смерти растений и животных калий возвращается в почву через разложение.
Пруд
Кислородный цикл:
- Фотосинтез: Водоросли и водные растения производят кислород в процессе фотосинтеза.
- Дыхание: Водные животные и микроорганизмы потребляют кислород для дыхания.
- Диффузия: Кислород обменяется между водой и атмосферой через диффузию.
Цикл кальция:
- Растворение: Кальций растворяется в воде из карбонатных пород.
- Ассимиляция: Организмы, такие как моллюски, используют кальций для формирования раковин и скелетов.
- Осадкообразование: После смерти организмов кальций осаждается на дно пруда и может стать частью новых образований.
Железный цикл:
- Окисление и осаждение: Железо окисляется и осаждается в виде оксидов и гидроксидов.
- Растворение: Восстановление железа в условиях низкого содержания кислорода позволяет ему растворяться и быть доступным для водных организмов.
- Ассимиляция и возврат: Бактерии и водные растения используют железо для метаболических процессов, после чего оно возвращается в воду через разложение.