Биогенная миграция

Август 6, 2022

Главная
Биология
Биогенная миграция

Содержание

2. Живое вещество – совокупность живых организмов, выраженная в единицах массы и энергии (В.И. Вернадский). 1
3. Живое вещество, захватывая энергию Солнца, создает химические соединения, при распаде которых эта энергия освобождается в форме
4. Живые организмы не второстепенные участники геологических процессов, оказывающие влияние на общий ход неорганических явлений в земной
5. Биогенная миграция химических элементов в ландшафте определяется двумя противоположными и взаимосвязанными процессами: 1) образованием живого вещества
6. Из СО2 и Н2О под влиянием хлорофилла или другого пигмента, играющего роль катализатора, и солнечной энергии
7. Исходные вещества фотосинтеза — СО2 и Н2О на земной поверхности не являются ни окислителями, ни восстановителями.
8. В ходе фотосинтеза эта “нейтральная среда” раздваивается на противоположности: сильный окислитель — свободный кислород сильные восстановители
9. С и Н органических соединений, а также выделившийся при фотосинтезе свободный О2 “заряжаются” солнечной энергией, становясь
10. Растения состоят не только из С, Н и О, но также из N, Р, К, Са,
11. Поглощаясь растениями, эти элементы входят в состав сложных богатых энергией органических соединений (N и S —
12. Данный процесс называется биогенной аккумуляцией минеральных соединений, благодаря которой элементы переходят в менее подвижное состояние, т.е.
13. Энергия, выделяющаяся при окислении, используется микроорганизмами для синтеза органических веществ из СО2 и Н2О, минеральных солей.
14. Животные, некоторые растения и микроорганизмы, не способные создавать органические соединения из СО2 и Н2О, используя белки,
15. При образовании живого вещества происходит качественное изменение информации, возникает более сложный ее вид — биологическая информация.
16. При образовании живого вещества происходит: аккумуляция энергии, увеличивается разнообразие, растет информация, возникает новый более сложный ее
17. В живом веществе ландшафта абсолютно преобладает фитомасса, много меньше зоомассы и микроорганизмов. Обычно зоомасса не превышает
18. В связи с этим энергетическая роль животных по сравнению с растениями мала, но значение животных существенно
19. Соотношение биомассы и ежегодной продукции. Группы и типы ландшафтов. По этому показателю четко выделяется пять групп
20. Биомасса в десятки раз превышает ежегодную продукцию (Б измеряется тысячами ц/га, П — десятками и сотнями).
21. Для ландшафтов группы А характерна: высокая когерентность — интенсивные прямые совершенные водные связи между почвой, корой
22. Ландшафт отличается сложностью и устойчивостью. Биокосные отрицательные обратные связи проявляются слабо. 1
23. Группа В. Степные, луговые и частично саванновые ландшафты Ландшафты со средним накоплением солнечной энергии, биомассой в
24. Ежегодная продукция (П) в данной группе значительна и местами не уступает группе А. В связи с
25. Группа С. Это ландшафты тундр и особенно верховых болот со средним и малым накоплением солнечной энергии
26. Биомасса в них составляет десятки и сотни центнеров на гектар, ежегодная продукция низкая. Способность растений улучшать
27. По интенсивности прямых водных связей и величине Б:П тундры ближе к лесной группе, а по размерам
28. Группа D. Пустынные ландшафты. Ландшафты среднего и малого накопления солнечной энергии и незначительного ее влияния на
29. Прямые водные связи ослаблены, отдельные природные тела почти независимы друг от друга (элювиальная почва — грунтовые
30. Центр ландшафта выражен слабо. Пустыни характеризуются наименьшими разнообразием, самоорганизацией, устойчивостью. 1
31. Группа Е. Ландшафты с крайне малым накоплением солнечной энергии — ничтожной биомассой. К этой группе относятся
32. Границы между А, В и С группами резкие (контрастные), а между В, D и Е —
33. “Закон минимума” - дефицитность одного из факторов тепла или влаги приводит к тому, что изменение другого
34. Кларки живого вещества. В организмах обнаружены почти все элементы периодической системы, но кларки большинства из них
35. Для биологических объектов используются три основных способа выражения химического состава: в расчете на живую (сырую) массу
36. Кларки живого вещества уменьшаются с ростом атомной массы элементов, но, как и для земной коры, прямой
37. Живое вещество — это в первую очередь “кислородное вещество”, О в нем 70%. Из водных мигрантов
38. Интенсивность биологического поглощения. Биогеохимические коэффициенты. Биофильность - кларки концентрации элементов в живом веществе. Наибольшей биофильностью обладает
39. Т.е. живое вещество в основном состоит из элементов, образующих газообразные и растворимые соединения, его состав лучше
40. Интенсивность поглощения - отношение количества элемента в золе растений к его количеству в почве или горной
41. Существует и множество других коэффициентов, например: общая биогенность – отношение средних содержаний элементов к кларкам литосферы
42. Объективную картину дает сравнение сухого вещества растений и подвижных, доступных для растений воднорастворимых, солевых, органо-минеральных форм
43. Этот коэффициент характеризует доступность элементов растениям и степень использования ими подвижных форм элементов, содержащихся в почве.
44. Элементный состав конкретного организма зависит от его систематической принадлежности, возраста, места обитания, индивидуальных особенностей жизни и
45. “Биогеохимические особенности организмов” — содержание элементов в систематических единицах разного таксономического ранга (вида, рода, семейства и
46. Биогеохимическая активность вида - способность вида накапливать химические элементы, выраженная в суммарных кларках концентрации (А.Д. Айвазян).
47. Растительный покров является биогеохимическим барьером, на котором концентрируются воздушные мигранты — С, О, Н, N, J,
48. Химический состав растений зависит от их систематического положения и геохимических особенностей ландшафта. Для макроэлементов ведущее значение
50. Скачать презентацию

Слайд 2

Живое вещество – совокупность живых организмов, выраженная в единицах массы и

энергии (В.И. Вернадский).

Слайд 3

Живое вещество, захватывая энергию Солнца, создает химические соединения, при распаде которых

эта энергия освобождается в форме производящей химическую работу.

Слайд 4

Живые организмы не второстепенные участники геологических процессов, оказывающие влияние на общий

ход неорганических явлений в земной коре, а главный фактор миграции химических элементов.

Слайд 5

Биогенная миграция химических элементов в ландшафте определяется двумя противоположными и взаимосвязанными

процессами:
1) образованием живого вещества из элементов окружающей среды;
2) разложением органических веществ.
В совокупности эти процессы образуют
единый биологический круговорот атомов — бик.

Слайд 6

Из СО2 и Н2О под влиянием хлорофилла или другого пигмента, играющего

роль катализатора, и солнечной энергии зеленые растения синтезируют углеводы и другие органические соединения, условно изображаемые как [CH2O].
Одновременно в результате разложения воды выделяется свободный О2.

Слайд 7

Исходные вещества фотосинтеза — СО2 и Н2О на земной поверхности не

являются ни окислителями, ни восстановителями.

Слайд 8

В ходе фотосинтеза эта “нейтральная среда” раздваивается на противоположности:
сильный окислитель

— свободный кислород
сильные восстановители — органические соединения.
Вне организмов растений разложение СО2 и Н2О возможно только при высоких температурах, например, в магме, в доменных печах.

Слайд 9

С и Н органических соединений, а также выделившийся при фотосинтезе свободный

О2 “заряжаются” солнечной энергией, становясь “геохимическими аккумуляторами”.

Слайд 10

Растения состоят не только из С, Н и О, но также

из N, Р, К, Са, Fe и других химических элементов, которые они получают в виде сравнительно простых минеральных соединений из почв или водоемов.

Слайд 11

Поглощаясь растениями, эти элементы входят в состав сложных богатых энергией органических

соединений (N и S — в белки, Р — в нуклеопротеиды и т.д.) и также становятся геохимическими аккумуляторами.

Слайд 12

Данный процесс называется биогенной аккумуляцией минеральных соединений, благодаря которой элементы переходят

в менее подвижное состояние, т.е. миграционная способность их понижается.

Слайд 13

Энергия, выделяющаяся при окислении, используется микроорганизмами для синтеза органических веществ из

СО2 и Н2О, минеральных солей.
Существуют аналогичные автотрофные микроорганизмы, окисляющие S и H2S, Fe2+, Mn2+ , Sb3+ , H2, CH4 - процессы хемосинтеза.

Слайд 14

Животные, некоторые растения и микроорганизмы, не способные создавать органические соединения из

СО2 и Н2О, используя белки, жиры, углеводы и другие вещества растений, синтезируют новые белки, жиры, углеводы своего тела → образуются сотни тысяч органических соединений

Слайд 15

При образовании живого вещества происходит качественное изменение информации, возникает более сложный

ее вид — биологическая информация. Она еще более разнообразна, так как известны сотни тысяч видов растений и миллионы видов животных.

Слайд 16

При образовании живого вещества происходит:
аккумуляция энергии,
увеличивается разнообразие,
растет информация, возникает

новый более сложный ее вид — биологическая информация,
увеличиваются упорядоченность, сложность, организация природы, растет негэнтропия,
уменьшается информационная и термодинамическая энтропия.

Слайд 17

В живом веществе ландшафта абсолютно преобладает фитомасса, много меньше зоомассы и

микроорганизмов.
Обычно зоомасса не превышает 2% от массы растений и лишь изредка достигает 10%.

Слайд 18

В связи с этим энергетическая роль животных по сравнению с растениями

мала, но значение животных существенно в явлениях саморегулирования ландшафта.
В зоомассе в 10—100 раз больше беспозвоночных, чем позвоночных, травоядные животные (фитофаги) в сотни и тысячи раз преобладают над хищниками.

Слайд 19

Соотношение биомассы и ежегодной продукции. Группы и типы ландшафтов.
По этому

показателю четко выделяется
пять групп ландшафтов
Группа А. Лесные ландшафты - с максимальной аккумуляцией солнечной энергии, лишь незначительная часть которой ежегодно превращается в энергию геохимических процессов.

Слайд 20

Биомасса в десятки раз превышает ежегодную продукцию (Б измеряется тысячами ц/га,

П — десятками и сотнями).

Слайд 21

Для ландшафтов группы А характерна:
высокая когерентность — интенсивные прямые совершенные водные

связи между почвой, корой выветривания, грунтовыми водами, континентальными отложениями и поверхностными водами,
ярко выражен водораздельный центр.

Слайд 22

Ландшафт отличается сложностью и устойчивостью.
Биокосные отрицательные обратные связи проявляются слабо.
1

Слайд 23

Группа В. Степные, луговые и частично саванновые ландшафты
Ландшафты со средним накоплением

солнечной энергии, биомассой в сотни и десятки ц/га, значительная часть которой ежегодно превращается в энергию геохимических процессов.

Слайд 24

Ежегодная продукция (П) в данной группе значительна и местами не уступает

группе А. В связи с этим Б:П на порядок меньше, чем в лесах. Запасы гумуса в 10—20 раз превышают биомассу.

Слайд 25

Группа С.
Это ландшафты тундр и особенно верховых болот со средним

и малым накоплением солнечной энергии и медленным ее превращением в энергию геохимических процессов.

Слайд 26

Биомасса в них составляет десятки и сотни центнеров на гектар, ежегодная

продукция низкая. Способность растений улучшать среду обитания выражена слабо.

Слайд 27

По интенсивности прямых водных связей и величине Б:П тундры ближе к

лесной группе, а по размерам биомассы, развитию обратных биокосных связей — к степям и лугам.
Большое значение имеют прямые воздушные связи. Разнообразие, самоорганизация и устойчивость низкие и напоминают пустыни.

Слайд 28

Группа D. Пустынные ландшафты.
Ландшафты среднего и малого накопления солнечной энергии и

незначительного ее влияния на энергию геохимических процессов. Для этих ландшафтов характерны небольшие Б и П, низкая когерентность.

Слайд 29

Прямые водные связи ослаблены, отдельные природные тела почти независимы друг от

друга (элювиальная почва — грунтовые воды и т.д.). Резко выражены прямые воздушные связи. Это ландшафты с наименее совершенной, наиболее расшатанной связью.

Слайд 30

Центр ландшафта выражен слабо. Пустыни характеризуются наименьшими разнообразием, самоорганизацией, устойчивостью.
1

Слайд 31

Группа Е.
Ландшафты с крайне малым накоплением солнечной энергии — ничтожной биомассой.

К этой группе относятся такыры, шоровые солончаки, скалы, покрытые лишайниками, и другие примитивные пустыни.
Биомасса здесь местами менее 1 ц/га, отношение Б:П различно. Разнообразие, самоорганизация и устойчивость низкие.

Слайд 32

Границы между А, В и С группами резкие (контрастные), а между

В, D и Е — постепенные (размытые), не всегда точно определяемые. С этим, например, связаны методические сложности разграничения сухих степей и пустынь, выделение таких “переходных образований”, как “полупустыни”.

Слайд 33

“Закон минимума” - дефицитность одного из факторов тепла или влаги приводит

к тому, что изменение другого в определенных пределах не оказывает существенного влияния на тип ландшафта.

Слайд 34

Кларки живого вещества.
В организмах обнаружены почти все элементы периодической системы,

но кларки большинства из них очень малы. Так, Мо в живом веществе 2.10-5%; Ni — 8.10-5%; Сu — 3,2.10-4% и т.д.

Слайд 35

Для биологических объектов используются три основных способа выражения химического состава:
в

расчете на живую (сырую) массу организма,
на массу сухого органического вещества,
на золу, т.е. на количество минеральных веществ.

Слайд 36

Кларки живого вещества уменьшаются с ростом атомной массы элементов, но, как

и для земной коры, прямой зависимости нет.
Живое вещество в основном состоит из элементов, образующих газообразные соединения, — воздушных мигрантов.
Нет прямой пропорциональности между кларками живого вещества и земной коры.

Слайд 37

Живое вещество — это в первую очередь “кислородное вещество”, О в

нем 70%.
Из водных мигрантов в организмах преобладают наиболее подвижные: Са больше, чем Al и Fe, К больше, чем Si и т.д. (в земной коре наоборот).
В живом веществе в целом мало U, Hg, W и других ядовитых элементов, хотя они и образуют растворимые соединения. Относительно низко содержание Zr, Ti, Ta и других малоподвижных элементов.

Слайд 38

Интенсивность биологического поглощения. Биогеохимические коэффициенты.
Биофильность - кларки концентрации элементов в

живом веществе.
Наибольшей биофильностью обладает С (7800), менее биофильны N (160) и Н (70). Близки по биофильности анионогенные элементы — 0 (1,5), Сl (1,1), S (1), P (0,75), B (0,83), Br (0,71) и т.д. Наименее биофильны Fe (0,002) и Аl (0,0006).

Слайд 39

Т.е. живое вещество в основном состоит из элементов, образующих газообразные и

растворимые соединения, его состав лучше коррелирует с составом гидросферы и атмосферы, чем литосферы.

Слайд 40

Интенсивность поглощения - отношение количества элемента в золе растений к его

количеству в почве или горной породе (Б.Б. Полыновым) . Этот показатель А.И. Перельман назвал коэффициентом биологического поглощения Ах:
Ах = lx/nx,
где lx — содержание элемента x в золе растения, nx — в горной породе или почве, на которой произрастает данное растение.

Слайд 41

Существует и множество других коэффициентов, например:
общая биогенность – отношение средних содержаний

элементов к кларкам литосферы или отдельных регионов (частная биогенность).
биотичность - отношение содержания элемента в сухом веществе организма к кларку биосферы.

Слайд 42

Объективную картину дает сравнение сухого вещества растений и подвижных, доступных для

растений воднорастворимых, солевых, органо-минеральных форм элементов, извлекаемых из почв слабыми растворителями.
Это отношение называется коэффициентом биогеохимической подвижности Вх (Н.С. Касимов).

Слайд 43

Этот коэффициент характеризует доступность элементов растениям и степень использования ими подвижных

форм элементов, содержащихся в почве.
Значения Вх у большинства элементов обычно значительно выше, чем Ах.

Слайд 44

Элементный состав конкретного организма зависит от его систематической принадлежности, возраста, места

обитания, индивидуальных особенностей жизни и многих других причин.

Слайд 45

“Биогеохимические особенности организмов” — содержание элементов в систематических единицах разного таксономического

ранга (вида, рода, семейства и т.д.).
Можно говорить о геохимии растений (фитогеохимии), животных (зоогеохимии), человека (антропогеохимии), микроорганизмов.
Существует биогеохимическая классификация организмов.

Слайд 46

Биогеохимическая активность вида - способность вида накапливать химические элементы, выраженная в

суммарных кларках концентрации (А.Д. Айвазян).

Слайд 47

Растительный покров является биогеохимическим барьером, на котором концентрируются воздушные мигранты —

С, О, Н, N, J, в некоторых ландшафтах и многие водные мигранты.
Если считать на золу, то на биогеохимическом барьере накапливаются - Р, S, Cl, Br, B, в отдельных ландшафтах и отдельными видами также Са, Mg, Na, Zn, Cu, Mo и другие элементы.

Слайд 48

Химический состав растений зависит от их систематического положения и геохимических особенностей

ландшафта.
Для макроэлементов ведущее значение имеет систематическое положение - физиологические особенности организмов, закрепившиеся наследственностью в период видообразования.