Care este ciclul de substanțe? Ciclul de substanțe din ecosistem. Schema ciclului de substanțe în natură

De la începutul existenței planetei noastre, au loc în mod constant diferite procese de transfer de energie între organismele vii și mediul înconjurător. Se transformă, merge în alte forme, se leagă și se disipează din nou. Același lucru se poate spune pentru orice substanță care formează baza vieții. Fiecare dintre ele trece prin multe instanțe, suferă mai multe modificări și, în cele din urmă, se întoarce.

Aceste procese dau o idee despre ce este un ciclu de substanțe în natură. Acestea vă permit să urmăriți mișcarea nu numai a conexiunilor, ci și a elementelor individuale. Vom încerca să înțelegem mai bine această problemă.

Conceptul general al circulației substanțelor

Care este ciclul de substanțe? Acestea sunt tranziții ciclice de la o formă la alta, însoțite de pierderi sau dispersii parțiale, dar care au un caracter permanent și stabil. Adică, orice substanță sau element face o serie de tranziții pe trepte, schimbând și schimbând, dar în cele din urmă se întoarce încă la forma inițială.

În mod natural, în timp, pot exista pierderi parțiale în cantitatea compusului sau elementului în cauză. Cu toate acestea, schema generală este constantă și a fost păstrată timp de mai multe milenii.

Care este circulația substanțelor, puteți lua în considerare un exemplu. Cea mai simplă dintre ele este transformarea substanțelor organice. Inițial, ele constau în toate ființele vii multicelulare. După terminarea ciclului lor de viață, corpurile lor sunt descompuse de organisme speciale, iar compușii organici sunt transformați în organe anorganice. După ce acești compuși sunt absorbiți de alte ființe și în corpurile lor sunt din nou restaurate la o formă organică. Apoi procesul se repetă și continuă ciclic tot timpul.

Schema ciclului de substanțe din natură arată clar că nimic nu apare de nicăieri și nu dispare în niciun loc. Totul are începuturile, sfârșitul și formele sale de tranziție. Acestea sunt regulile de bază ale vieții. Ele sunt supuse energiei. Luați în considerare exemple de transformări care apar în ecosisteme, ființe vii. Și, de asemenea, vom înțelege ce se bazează un ciclu de substanțe pe un anumit element.

Materie vie în natură

Cea mai importantă substanță a biosferei este viața. Ce este? Acesta este fiecare reprezentant al faunei sălbatice. Împreună formează biomasă. Aceasta, firește, suferă modificări, este un participant al tuturor proceselor care apar în mediul înconjurător.

Ciclul de materie vie poate fi ilustrat printr-un exemplu de felul următor.

1. Primele creaturi care captează în mod direct energia soarelui și o convertesc în energia legăturilor chimice sunt plantele, bacteriile verde-albastru. Acest lucru se datorează pigmentului de clorofil în procesul de fotosinteză. Rezultatul este sinteza materiei organice din componente anorganice. Astfel, prima legătură a fost formată între materia vie a biosferei.
2. Apoi vor veni animalele capabile să mănânce în mod direct plantele. Și tot omnivore, de care aparține și omul. Ei consumă prima legătură și transformă materia organică în ei înșiși într-o altă formă - anorganică.
3. Creaturile de legume sunt consumate de carnivore. Astfel, substanțele sunt transferate către alte organisme.
4. Apoi vin organismele care se pot hrăni cu forme carnivore. Pradă mai mare. Acestea sunt legătura finală în circulația materiei organice. După ce au dispărut în curs, au intrat următoarele organisme.
5. Detritofagii sunt microorganisme, fungi, protozoare care descompun rămășițele moarte ale ființelor vii și transferă toate substanțele într-o formă anorganică.
6. Acești compuși (dioxid de carbon, apă, săruri minerale) sunt utilizați din nou de plante în procesul de creare a compușilor organici.

Astfel, schema de mai sus a ciclului de substanțe din natură reflectă transformarea componentei vii a biosferei. Totul începe cu plante și se termină cu ele. Un proces ciclic complet care are o masă de ramuri și bucle complexe.

Ciclul de substanțe din ecosistem

Orice ecosistem este o comunitate întreagă de diferite organisme, unite prin relații complexe în planul alimentar și, de asemenea, sub influența unor condiții similare de mediu.

Ciclul substanțelor din ecosistem este supus anumitor legi ecologice. Deci, în mod necesar, subordonare strictă în lanțul de aprovizionare. Schimbul de energie, substanțe, circulația multor elemente - toate acestea se întâmplă între indivizi dintr-un anumit grup ecologic.

În același timp, ele sunt împărțite în mai multe grupuri:

• producători;
• conturi de ordinul întâi;
• clienți de altă natură;
• consacrate ale ordinii a treia;
• organisme omnivore;
• decompozitori sau detritofage.

Schema ciclului materiei poate arăta astfel:

• o plantă (producător) produce o materie organică;
• animale erbivore (consumator de ordinul întâi) o transformă într-o materie organică și anorganică;
• animalul carnivor (consumatorul secundar) se transformă într-o altă substanță organică;
• cel mai mare prădător (consumatorul de ordinul trei) îl redistrează din nou parțial sub formă de căldură și se concentrează parțial sub formă de substanțe organice interne;
• microorganismele, de exemplu bacteriile, ciupercile și altele (descompunere sau detritofage), descompun rămășițele moarte ale animalelor și formează o masă de compuși anorganici;
• plantele absoarbe anorganicul și din nou creează un număr de compuși organici importanți în procesul de fotosinteză, adică produc.

Substanțe ecosistemice

Este evident că într-un ecosistem în interacțiune strânsă există două tipuri principale de materie: organice și anorganice. Din punct de vedere organic este:

• proteine;
• grăsimi;
• hidrati de carbon.

Compușii anorganici sunt după cum urmează:

• apă;
• Dioxid de carbon;
• săruri minerale;
• o serie de macroelemente importante.

O condiție foarte importantă pentru funcționarea normală a oricărui ecosistem este un flux constant de energie solară. La urma urmei, plantele pot efectua fotosinteza numai în această condiție. În plus, energia, care se află în legăturile chimice ale compușilor, este disipată ca căldură în cantități suficient de mari. Prin urmare, substanțele nu pot circula într-o stare neschimbată fără pierderi.

Schema ciclului de substanțe din luncă

Lunca este specială comunității naturale. La urma urmei, are unele diferențe față de celelalte, de exemplu din silvicultură. Care sunt diferențele?

1. În luncă, predomină doar vegetația de iarbă, constând în ierburi perenă și anuală joasă. În acest caz, ele sunt diferite. Mai mult fotofilă are o creștere mare, iar cele care pot trăi la umbra, scăzute.
2. În cadrul acestei comunități nu există mari reprezentanți ai lumii animalelor. Acest lucru se datorează faptului că pur și simplu nu au unde să se ascundă, pentru că nu există copaci.
3. Periodic, în timpul ploilor grele, întregul spațiu de luncă este inundat cu apă. De aici și alt nume - inundat sau lichid. În astfel de condiții, nu toate ființele vii pot exista.

Dacă vorbim despre asemănările dintre pajiști și păduri, de exemplu comunitatea, ar trebui să subliniem principala caracteristică: în ambele teritorii trăiesc reprezentanți ai plantelor, insectelor, rozătoarelor, păsărilor, reptilelor, amfibienilor și mamiferelor.

Schema ciclului de substanțe din luncă poate avea următoarea formă:

• substanțe minerale și apă, care este consumată direct de la sol de către plante;
• insecte care polenizează florile și le permit să se înmulțească, în timp ce hrănesc pe nectar, adică materia organică produsă de plante;
• păsări și mamifere, consumând insecte și plante, adică folosind materii organice;
• microorganismele care descompun rămășițele moarte ale plantelor și animalelor și eliberează substanțe anorganice (săruri minerale, apă, dioxid de carbon).

Un exemplu de ciclu de luncă

Toate legăturile indicate în exemplu sunt de o mare importanță. Ciclul substanțelor din luncă este o condiție necesară pentru existența acestei comunități. Pământul poate fi îmbogățit cu substanțe și elemente utile numai datorită activității locuitorilor săi - microorganisme - detritofage, viermi, viermi și alte creaturi. Fără această condiție, plantele vor lipsi de substanțe anorganice pentru fotosinteză și creștere, ceea ce înseamnă că materia organică pe care o produc este în deficit. Cum ar fi amidonul, celuloza, proteinele și altele. Aceasta va conduce la o reducere a numărului de animale și păsări și, prin urmare, a materiei organice în general. Detrimentul va sfârși în final, așa că ciclul va fi rupt.

Ciclul substanțelor din luncă poate fi ilustrat și printr-un exemplu mai concret. Să încercăm să elaborăm o astfel de schemă.

• Sărurile minerale, apa, dioxidul de carbon, oxigenul consumă farmacia mușețelului.
• Mierea de albine polenizează planta desemnată și își mănâncă polenul, adică carbohidrații și proteinele.
• Apicultorii și albinca prăjește albina și consumă substanța organică a corpului său (chitină, proteine, carbohidrați).
• Lunca voles și alte rozătoare mici și specii mai mari consumă componenta organică a plantelor și a insectelor.
• Kestrel (pasăre) mănâncă rozătoare și consumă nutrienți.
• După moarte, toate animalele și insectele cad la pământ, unde corpul lor este descompus în compuși constituenți prin activitatea microorganismelor, viermilor, viermilor și altor detritofagi.
• Ca urmare, solul este din nou saturat cu săruri anorganice, apă și alți compuși care absoarbe rădăcinile plantelor.

Lanțuri și rețele electrice

Ciclul substanțelor și al energiei, după cum a devenit clar, este strâns legat de un astfel de concept ecologic, precum lanțul sau rețeaua electrică. La urma urmei, orice substanță este un material, un produs care servește ca material de construcție pentru formarea părților structurale ale celulelor, țesuturilor și organelor.

fiecare circuit de putere implică în mod inevitabil și transformarea ciclică a substanțelor. Și orice proces de sinteză și dezintegrare necesită costul sau eliberarea energiei. În consecință, este, de asemenea, implicat într-un singur ciclu în natură.

De ce există concepte de "lanț" și "rețea de energie"? Chestia e asta relația dintre organisme în cadrul unui grup ecologic este adesea mult mai complicat decât un simplu lanț obișnuit. La urma urmei, același reprezentant al lumii animalelor poate fi atât erbivor cât și prădător. Sunt omnivori. În plus, mulți creează un mediu competitiv pentru producție și mijloace de trai, care lasă, de asemenea, amprenta asupra planului general al relațiilor în cadrul biogeocenozelor.

În aceste cazuri, lanțurile sunt strâns legate între ele și se formează așa-numitele rețele electrice. Acest lucru este deosebit de remarcabil în zonele locuite de locuitori: pădure, comunități lacuri, păduri tropicale și altele.

Toate circuitele de putere pot fi împărțite în două tipuri:

• pășunat sau pășune;
• descompunere sau detritare.

Principala diferență dintre ele este că, în primul caz, totul începe cu un organism viu - o plantă. În al doilea - de la restul mort, excremente și alte depozite, care sunt prelucrate de microorganisme, viermi și așa mai departe.

Schimbările de energie

Energia, ca și substanțele, suferă o serie de schimbări în cursul proceselor din ecosisteme. Toate acestea sunt împărțite în două tipuri principale:

• lumina soarelui;
• legături chimice.

În timpul construirii circuitelor de putere, energia doar trece de la o formă la alta. În același timp, apar pierderi parțiale. La urma urmei, este folosit pentru procesele de viață ale fiecărei ființe, disipată sub formă de căldură. De aceea este important ca energia solară, ca sursă primară, să alimenteze în mod constant rezervele oricărei comunități.

Direct sub forma luminii de la soare se pot consuma numai organisme precum:

• plante;
• bacterii;
• fotosintetic unicelular.

După ele, toată energia intră în forma următoare - legăturile chimice ale compușilor. În această formă este consumată de reprezentanții heterotrofici ai biosferei.

Ciclul apei

Am indicat deja că cel mai important și istoric proces de viață este un ciclu de substanțe în natură. Apa este compusul anorganic, a cărui semnificație este deosebit de importantă și de mare. Prin urmare, modul în care funcționează circulația acesteia, vom lua în considerare în termeni generali.

1. O cantitate imensă de apă se concentrează pe suprafața planetei în corpuri de apă de orice fel. Acestea sunt mările și oceanele, mlaștinile, râurile, lacurile, cursurile, structurile artificiale. Din suprafața lor există o evaporare constantă a umidității, adică apa sub formă de abur trece în straturile atmosferei.
2. Pământul, atât partea exterioară, cât și partea interioară, conține și o mulțime de umiditate. Acestea sunt ape subterane sau ape subterane. De la suprafața aburului pătrunde în atmosferă, din straturile interioare se scurg în corpuri de apă și se evaporă de acolo.
3. Condensarea în atmosferă, apa atinge treptat un maxim și începe să se întoarcă la sol sub formă de precipitații. În timpul iernii este zăpadă, iar vara plouă.
4. Plantele joacă un rol activ în absorbția și transpirația apei, deoarece acestea transportă un număr mare de apă.

Astfel, ciclul apei și ciclul substanțelor în natură asigură starea normală a oricărui ecosistem și, prin urmare, a organismelor.

Studiul ciclului de substanțe din învățământul primar

Pentru ca copiii să aibă o idee despre ce fel de schimbări ciclice au loc în natură, trebuie să li se spună acest lucru din etapele inițiale ale educației. Băieții ar trebui să aibă cunoștințe despre ce înseamnă un ciclu de substanțe. Gradul 3 este un moment foarte potrivit pentru asta. În această perioadă, copiii sunt destul de bătrâni ca să înțeleagă pe deplin și să asimileze acest tip de informații.

În multe programe educaționale din întreaga lume, există o bună schemă "Circulația substanțelor: Clasa 3". Acesta reflectă principalele tipuri de apă, substanță, alimentele, care sunt tipice pentru fiecare ecosistem.

O schemă aproximativă pentru circulația substanțelor pentru elevii mai tineri poate să arate ca: apă și minerale în plante - materie organică în animale - săruri de apă și minerale după decesul plantelor și animalelor.

Fiecare etapă trebuie explicată prin exemple și descrieri detaliate pentru a forma o imagine clară a proceselor naturale care au loc.