Rumah / Fasa-fasa kitaran haid/ Mereka mengambil bahagian dalam kitaran geologi bahan yang besar. Kitaran bahan besar (geologi) dan kecil (biogeokimia).

Mereka mengambil bahagian dalam kitaran geologi bahan yang besar. Kitaran bahan besar (geologi) dan kecil (biogeokimia).

Sebelum kemunculan biosfera, terdapat tiga kitaran jirim di Bumi: kitaran mineral - pergerakan hasil igneus dari kedalaman ke permukaan dan belakang; kitaran gas - peredaran jisim udara, dipanaskan secara berkala oleh Matahari,kitaran air - penyejatan air dan pemindahannya oleh jisim udara, pemendakan (hujan, salji). Tiga kitaran ini disatukan oleh satu istilah - kitaran geologi (abiotik). Dengan kedatangan kehidupan, kitaran gas, mineral dan air telah ditambah dengan kitaran biotik (biogenik). - kitaran unsur kimia dijalankan oleh aktiviti hidup organisma. Bersama-sama dengan geologi, tunggal kitaran biogeokimia bahan di Bumi.

Kitaran geologi.

Kira-kira separuh daripada tenaga suria yang sampai ke permukaan Bumi dibelanjakan untuk penyejatan air, luluhawa batu, pelarutan mineral, pergerakan jisim udara dan bersamanya wap air, habuk, dan zarah luluhawa pepejal.

Pergerakan air dan angin membawa kepada hakisan tanah, pergerakan, pengagihan semula dan pengumpulan pemendakan mekanikal dan kimia dalam hidrosfera dan litosfera. Kitaran ini masih berlaku hari ini.

Sangat diminati kitaran air. Kira-kira 3.8 10 14 tan air menyejat dari hidrosfera dalam satu tahun dan kembali dengan kerpasan ke tempurung air Bumi hanya mempunyai 3.4 10 14 tan air. Bahagian yang hilang jatuh ke darat. Secara keseluruhan, kira-kira 1 10 14 tan hujan turun di darat, dan kira-kira 0.6 10 14 tan air tersejat. Lebihan air yang terbentuk dalam litosfera mengalir ke tasik dan sungai, dan kemudian ke Lautan Dunia (Rajah 2.4). Larian permukaan adalah kira-kira 0.2 10 14 tan, baki 0.2 10 14 tan air memasuki akuifer bawah tanah, dari mana air mengalir ke sungai, tasik dan lautan, dan juga menambah takungan air bawah tanah.

kitaran biotik. Ia berdasarkan proses sintesis bahan organik dengan pemusnahan seterusnya ke dalam mineral asal. Proses sintesis dan pemusnahan bahan organik adalah asas kewujudan bahan hidup dan ciri utama fungsi biosfera.

Aktiviti hidup mana-mana organisma adalah mustahil tanpa metabolisme dengan persekitaran. Dalam proses metabolisme, badan mengambil dan mengasimilasikan bahan yang diperlukan dan mengeluarkan bahan buangan saiz planet kita tidak terhingga, dan akhirnya semua bahan berguna akan diproses menjadi bahan buangan yang tidak berguna. Walau bagaimanapun, dalam proses evolusi, penyelesaian yang sangat baik ditemui: sebagai tambahan kepada organisma yang boleh membina bahan hidup daripada bahan bukan hidup, organisma lain muncul yang menguraikan bahan organik kompleks ini kepada mineral awal, sedia untuk kegunaan baharu. "Satu-satunya cara untuk memberi kuantiti terhad sifat yang tidak terhingga, tulis V.R. Williams, adalah untuk membuatnya berputar di sepanjang lengkung tertutup."

Mekanisme interaksi adalah hidup dan alam yang tidak bernyawa terdiri daripada penglibatan bahan tidak bernyawa dalam alam kehidupan. Selepas satu siri transformasi bahan tidak bernyawa dalam organisma hidup, ia kembali kepada keadaan asalnya yang terdahulu. Kitaran sedemikian mungkin disebabkan oleh fakta bahawa organisma hidup mengandungi unsur kimia yang sama seperti alam semula jadi.

Bagaimanakah kitaran ini berlaku? V.I. Vernadsky mengesahkan bahawa penukar utama tenaga yang datang dari angkasa (terutamanya solar) adalah bahan hijau tumbuhan. Hanya mereka yang mampu mensintesis primer sebatian organik di bawah pengaruh tenaga suria. Para saintis mengira bahawa jumlah luas permukaan bahan hijau tumbuhan yang menyerap tenaga, bergantung pada masa tahun, berkisar antara 0.86 hingga 4.2% daripada luas permukaan Matahari. Pada masa yang sama, kawasan permukaan Bumi

Haiwan yang makanannya adalah tumbuhan atau haiwan lain mensintesis sebatian organik baharu dalam badan mereka.

Sisa-sisa haiwan dan tumbuhan berfungsi sebagai makanan untuk cacing, kulat dan mikroorganisma, yang akhirnya mengubahnya menjadi mineral asli, membebaskan karbon dioksida. Mineral ini sekali lagi berfungsi sebagai bahan mentah awal untuk penciptaan sebatian organik primer oleh tumbuhan. Oleh itu bulatan ditutup dan pergerakan atom baru bermula.

Walau bagaimanapun, kitaran bahan tidak ditutup sepenuhnya. Sebahagian daripada atom meninggalkan kitaran, ditetapkan dan disusun oleh bentuk baru organisma hidup dan hasil aktiviti pentingnya. Menembusi ke dalam litosfera, hidrosfera dan troposfera, organisma hidup telah menghasilkan dan menghasilkan kerja geokimia yang besar pada pergerakan dan pengagihan semula bahan sedia ada dan penciptaan bahan baharu. Ini adalah intipati pembangunan progresif biosfera, kerana ini memperluaskan skop kitaran biogeokimia dan menguatkan biosfera. Seperti yang dinyatakan oleh V.I. Vernadsky, dalam biosfera terdapat pergerakan biogenik atom yang berterusan dalam bentuk "vorteks".

Tidak seperti yang geologi, kitaran biotik dicirikan oleh penggunaan tenaga yang tidak penting. Seperti yang telah dinyatakan, kira-kira 1% tenaga suria yang mencapai permukaan Bumi dibelanjakan untuk penciptaan bahan organik primer. Tenaga ini mencukupi untuk menjalankan proses biogeokimia yang paling kompleks di planet ini.

Untuk mengesan hubungan antara hidupan dan alam semula jadi, adalah perlu untuk memahami bagaimana kitaran bahan berlaku dalam biosfera.

Maknanya

Kitaran bahan ialah penyertaan berulang bahan yang sama dalam proses yang berlaku di litosfera, hidrosfera dan atmosfera.

Terdapat dua jenis kitaran bahan:

geologi(kitaran hebat);
biologi(kitaran kecil).

Daya penggerak peredaran geologi bahan adalah luaran (sinaran suria, graviti) dan dalaman (tenaga dalaman Bumi, suhu, tekanan) proses geologi, proses biologi - aktiviti makhluk hidup.

Kitaran Besar berlaku tanpa penyertaan organisma hidup. Di bawah pengaruh luaran dan faktor dalaman kelegaan terbentuk dan licin. Akibat gempa bumi, luluhawa, letusan gunung berapi, pergerakan kerak bumi lembah, gunung, sungai, bukit terbentuk, lapisan geologi terbentuk.

nasi. 1. Kitaran geologi.

Peredaran biologi bahan dalam biosfera berlaku dengan penyertaan organisma hidup yang menukar dan menghantar tenaga sepanjang rantai makanan. Sistem interaksi yang stabil antara bahan hidup (biotik) dan tidak hidup (abiotik) dipanggil biogeocenosis.

3 artikel TOPyang sedang membaca bersama ini

Untuk peredaran bahan berlaku, Beberapa syarat mesti dipenuhi:

kehadiran kira-kira 40 unsur kimia;
kehadiran tenaga suria;
interaksi organisma hidup.

nasi. 2. Kitaran biologi.

Kitaran bahan tidak mempunyai titik permulaan yang khusus. Proses ini berterusan dan satu peringkat sentiasa mengalir ke peringkat yang lain. Anda boleh mula mempertimbangkan kitaran dari mana-mana titik, intipati akan tetap sama.

Kitaran umum bahan termasuk proses berikut:

fotosintesis;
metabolisme;
penguraian.

Tumbuhan, yang merupakan pengeluar dalam rantai makanan, menukar tenaga suria kepada bahan organik, yang memasuki badan haiwan pengurai dengan makanan. Selepas kematian, penguraian tumbuhan dan haiwan berlaku dengan bantuan pengguna - bakteria, kulat, cacing.

nasi. 3. Rantaian makanan.

Kitaran bahan

Bergantung pada lokasi bahan di alam semula jadi, mereka dibezakan dua jenis peredaran:

gas- berlaku dalam hidrosfera dan atmosfera (oksigen, nitrogen, karbon);
sedimen- berlaku dalam kerak bumi (kalsium, besi, fosforus).

Kitaran jirim dan tenaga dalam biosfera diterangkan dalam jadual menggunakan contoh beberapa unsur.

*bahan*	*Kitaran*	*Maknanya*
	Bulatan besar. Menyejat dari permukaan lautan atau darat, berlarutan di atmosfera, jatuh sebagai kerpasan, kembali ke badan air dan ke permukaan Bumi.	Bentuk semula jadi dan keadaan iklim planet
	Di darat terdapat kitaran kecil bahan. Ia diterima oleh pengeluar dan diteruskan kepada pengurai dan pengguna. Kembali sebagai karbon dioksida. Terdapat kitaran besar di lautan. Dikekalkan sebagai sedimen	Merupakan asas kepada semua bahan organik
	Bakteria pengikat nitrogen yang terdapat dalam akar tumbuhan membetulkan nitrogen bebas dari atmosfera dan membetulkannya dalam tumbuhan dalam bentuk protein tumbuhan, yang disalurkan lebih jauh di sepanjang rantai makanan.	Mengandungi protein dan bes nitrogen
Oksigen	Kitaran kecil - memasuki atmosfera semasa fotosintesis dan dimakan oleh organisma aerobik. Great Gyre - terbentuk daripada air dan ozon di bawah pengaruh sinaran ultraungu	Mengambil bahagian dalam proses pengoksidaan dan respirasi
	Ditemui di atmosfera dan tanah. Diserap oleh bakteria dan tumbuhan. Ada yang menetap di dasar laut	Diperlukan untuk membina asid amino
	gyres besar dan kecil. Terkandung dalam batu, dimakan oleh tumbuhan dari tanah dan dihantar melalui rantai makanan. Selepas organisma terurai, ia kembali ke dalam tanah. Dalam takungan ia diserap oleh fitoplankton dan dihantar kepada ikan. Selepas ikan mati, ada yang kekal di dalam rangka dan menetap di dasar

Biosfera Bumi dicirikan dengan cara tertentu oleh kitaran bahan dan aliran tenaga. Kitaran bahan ialah penyertaan berulang bahan dalam proses yang berlaku di atmosfera, hidrosfera dan litosfera, termasuk lapisan yang merupakan sebahagian daripada biosfera Bumi. Peredaran jirim berlaku dengan bekalan berterusan tenaga luaran daripada Matahari dan tenaga dalaman daripada Bumi.

Bergantung kepada daya penggerak, dalam kitaran bahan seseorang boleh membezakan kitaran geologi (kitaran besar), kitaran biologi (biogeokimia, kitaran kecil) dan kitaran antropogenik.

Kitaran geologi (kitaran besar bahan dalam biosfera)

Kitaran ini mengagihkan semula jirim antara biosfera dan ufuk Bumi yang lebih dalam. Daya penggerak di sebalik proses ini ialah proses geologi eksogen dan endogen. Proses endogen berlaku di bawah pengaruh tenaga dalaman Bumi. Ini adalah tenaga yang dibebaskan akibat daripada pereputan radioaktif, tindak balas kimia pembentukan mineral, dsb. Proses endogen termasuk, contohnya, pergerakan tektonik dan gempa bumi. Proses-proses ini membawa kepada pembentukan bentuk besar relief (benua, lembangan lautan, gunung dan dataran). Proses eksogen berlaku di bawah pengaruh tenaga luar daripada Matahari. Ini termasuk aktiviti geologi atmosfera, hidrosfera, organisma hidup dan manusia. Proses ini membawa kepada pelicinan bentuk pelepasan yang besar ( lembah sungai, bukit, jurang, dll.).

Sedang berlangsung kitaran geologi berjuta-juta tahun dan terletak pada fakta bahawa batuan tertakluk kepada kemusnahan, dan hasil luluhawa (termasuk nutrien larut air) dibawa oleh aliran air ke Lautan Dunia, di mana ia membentuk strata marin dan hanya sebahagiannya kembali ke darat dengan kerpasan. Perubahan geotektonik, proses penenggelaman benua dan kenaikan dasar laut, pergerakan laut dan lautan dalam jangka masa yang panjang membawa kepada fakta bahawa strata ini kembali ke darat dan proses itu bermula semula. Simbol kitaran bahan ini adalah lingkaran, bukan bulatan, kerana kitaran baru tidak betul-betul mengulangi yang lama, tetapi memperkenalkan sesuatu yang baru.

Kitaran hebat merujuk kepada kitaran air (kitaran hidrologi) antara daratan dan lautan melalui atmosfera (Rajah 3.2).

Kitaran air secara amnya memainkan peranan utama dalam pembentukan keadaan semula jadi di planet kita. Dengan mengambil kira transpirasi air oleh tumbuhan dan penyerapannya dalam kitaran biogeokimia, keseluruhan bekalan air di Bumi akan rosak dan dipulihkan dalam tempoh 2 juta tahun.

nasi. 3. 2. Kitaran air dalam biosfera.

DALAM kitaran hidrologi semua bahagian hidrosfera saling berkait. Lebih daripada 500 ribu km3 air setiap tahun mengambil bahagian di dalamnya. Daya penggerak di sebalik proses ini adalah tenaga suria. Di bawah pengaruh tenaga suria, molekul air menjadi panas dan naik dalam bentuk gas ke atmosfera (875 km3 air tawar menyejat setiap hari). Apabila mereka naik, mereka secara beransur-ansur menyejukkan, mengembun dan membentuk awan. Apabila awan telah cukup sejuk, ia mengeluarkan air dalam bentuk pelbagai kerpasan yang jatuh semula ke lautan. Air yang sampai ke tanah boleh mengikut dua laluan berbeza: sama ada meresap ke dalam tanah (susupan) atau mengalir melaluinya (air larian permukaan). Di permukaan, air mengalir ke sungai dan sungai menuju ke lautan atau tempat lain di mana penyejatan berlaku. Air yang diserap ke dalam tanah boleh dikekalkan di lapisan atasnya (ufuk) dan dikembalikan ke atmosfera melalui transpirasi. Air sedemikian dipanggil kapilari. Air yang dibawa oleh graviti dan meresap ke bawah melalui liang dan retak dipanggil graviti. Air graviti meresap ke dalam lapisan batu atau tanah liat yang tidak dapat ditembusi, mengisi semua lompang. Rizab sedemikian dipanggil air bawah tanah, dan had atasnya ialah paras air bawah tanah. Lapisan bawah tanah batu yang melaluinya air bawah tanah mengalir perlahan dipanggil akuifer. Di bawah pengaruh graviti, air bawah tanah bergerak melalui akuifer sehingga ia menemui "jalan keluar" (contohnya, membentuk mata air semula jadi yang memberi makan kepada tasik, sungai, kolam, iaitu ia menjadi sebahagian daripada perairan permukaan). Oleh itu, kitaran air termasuk tiga "gelung" utama: air larian permukaan, sejatan-transpirasi, air bawah tanah. Lebih daripada 500 ribu km3 air setiap tahun mengambil bahagian dalam kitaran air di Bumi dan memainkan peranan utama dalam pembentukan keadaan semula jadi.

Kitaran biologi (biogeokimia).

(kitaran kecil bahan dalam biosfera)

Daya penggerak kitaran biologi bahan ialah aktiviti organisma hidup. Ia adalah sebahagian daripada yang lebih besar dan berlaku dalam biosfera pada peringkat ekosistem. Kitaran kecil terdiri daripada fakta bahawa nutrien, air dan karbon terkumpul dalam bahan tumbuhan (autotrof), dibelanjakan untuk pembinaan badan dan proses kehidupan kedua-dua tumbuhan dan organisma lain (biasanya haiwan - heterotrof) yang memakan tumbuhan ini. Produk pereputan bahan organik di bawah pengaruh pemusnah dan mikroorganisma (bakteria, kulat, cacing) sekali lagi terurai menjadi komponen mineral. Bahan bukan organik ini boleh digunakan semula untuk sintesis bahan organik oleh autotrof.

Dalam kitaran biogeokimia, perbezaan dibuat antara dana rizab (bahan yang tidak dikaitkan dengan organisma hidup) dan dana pertukaran (bahan yang dikaitkan dengan pertukaran langsung antara organisma dan persekitaran terdekatnya).

Bergantung pada lokasi dana rizab, kitaran biogeokimia dibahagikan kepada dua jenis:

Kitaran jenis gas dengan dana rizab bahan di atmosfera dan hidrosfera (kitaran karbon, oksigen, nitrogen).

Kitaran sedimen dengan dana rizab dalam kerak bumi (kitaran fosforus, kalsium, besi, dll.).

Peredaran jenis gas, mempunyai dana pertukaran yang besar, adalah lebih sempurna. Dan, sebagai tambahan, mereka mampu mengawal kendiri yang cepat. Kitaran sedimen kurang sempurna, mereka lebih lengai, kerana sebahagian besar bahan terkandung dalam tabung rizab kerak bumi dalam bentuk yang tidak boleh diakses oleh organisma hidup. Kitaran sedemikian mudah terganggu oleh pelbagai jenis pengaruh, dan sebahagian daripada bahan yang ditukar meninggalkan kitaran. Ia boleh kembali semula kepada kitaran hanya hasil daripada proses geologi atau melalui pengekstrakan oleh bahan hidup.

Keamatan kitaran biologi ditentukan oleh suhu persekitaran dan jumlah air. Sebagai contoh, kitaran biologi berlangsung lebih sengit dalam lembap hutan tropika daripada di tundra.

Kitaran nutrien dan unsur asas

Kitaran karbon

Semua kehidupan di bumi adalah berasaskan karbon. Setiap molekul organisma hidup dibina berdasarkan rangka karbon. Atom karbon sentiasa berhijrah dari satu bahagian biosfera ke bahagian lain (Rajah 3. 3.).

nasi. 3. 3. Kitar karbon.

Rizab utama karbon di Bumi adalah dalam bentuk karbon dioksida (CO2) yang terkandung di atmosfera dan terlarut di lautan. Tumbuhan menyerap molekul karbon dioksida semasa fotosintesis. Akibatnya, atom karbon ditukar kepada pelbagai sebatian organik dan dengan itu dimasukkan ke dalam struktur tumbuhan. Terdapat beberapa pilihan di bawah:

· kekalan karbon dalam tumbuhan ® molekul tumbuhan digunakan sebagai makanan untuk pengurai (organisma yang memakan bahan organik mati dan pada masa yang sama memecahkannya kepada sebatian tak organik ringkas) ® karbon kembali ke atmosfera sebagai CO2;

· tumbuhan dimakan oleh herbivor ® karbon dikembalikan ke atmosfera semasa pernafasan haiwan dan semasa penguraian selepas kematian; atau herbivor akan dimakan oleh karnivor dan kemudian karbon akan kembali semula ke atmosfera dengan cara yang sama;

· apabila tumbuhan mati, ia bertukar menjadi bahan api fosil (contohnya, arang batu) ® karbon dikembalikan ke atmosfera selepas bahan api digunakan, letusan gunung berapi dan proses geoterma lain.

Jika molekul CO2 asal terlarut dalam air laut beberapa pilihan juga mungkin: karbon dioksida hanya boleh kembali ke atmosfera (jenis pertukaran gas bersama antara Lautan Dunia dan atmosfera berlaku secara berterusan); karbon boleh memasuki tisu tumbuhan atau haiwan laut, kemudian ia akan terkumpul secara beransur-ansur dalam bentuk mendapan di dasar lautan dunia dan akhirnya bertukar menjadi batu kapur atau daripada mendapan kembali menjadi air laut.

Kadar kitaran CO2 adalah kira-kira 300 tahun.

Campur tangan manusia dalam kitaran karbon (pembakaran arang batu, minyak, gas, penyahlembapan) membawa kepada peningkatan kandungan CO2 di atmosfera dan pembangunan kesan rumah hijau. Penyelidikan mengenai kitaran karbon kini telah menjadi tugas penting untuk saintis yang mengkaji atmosfera.

Kitaran oksigen

Oksigen adalah unsur yang paling banyak di Bumi (air laut mengandungi 85.82% oksigen, udara atmosfera 23.15%, dalam kerak bumi 47.2%). Sebatian oksigen sangat diperlukan untuk mengekalkan kehidupan (bermain peranan penting dalam proses metabolik dan pernafasan, adalah sebahagian daripada protein, lemak, karbohidrat dari mana organisma "dibina"). Sebahagian besar oksigen berada dalam keadaan terikat (jumlah oksigen molekul di atmosfera hanya 0.01% daripada jumlah kandungan oksigen dalam kerak bumi).

Oleh kerana oksigen terkandung dalam banyak sebatian kimia, kitarannya dalam biosfera adalah sangat kompleks dan terutamanya berlaku di antara atmosfera dan organisma hidup. Kepekatan oksigen di atmosfera dikekalkan oleh fotosintesis, akibatnya tumbuhan hijau, di bawah pengaruh cahaya matahari, menukar karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat dan oksigen. Sebahagian besar oksigen dihasilkan oleh tumbuhan darat - hampir ¾, selebihnya - oleh organisma fotosintesis Lautan Dunia. Sumber oksigen yang kuat ialah penguraian fotokimia wap air di lapisan atas atmosfera di bawah pengaruh sinar ultraviolet matahari. Di samping itu, oksigen melengkapkan kitaran yang paling penting, memasuki komposisi air. tidak jumlah yang ketara oksigen terbentuk daripada ozon di bawah pengaruh sinaran ultraungu.

Kadar kitaran oksigen adalah kira-kira 2 ribu tahun.

Penebangan hutan, hakisan tanah, dan pelbagai perlombongan permukaan mengurangkan jumlah jisim fotosintesis dan mengurangkan kitaran oksigen di kawasan yang luas. Di samping itu, 25% daripada oksigen yang dihasilkan hasil daripada asimilasi digunakan setiap tahun untuk keperluan industri dan domestik.

Kitaran nitrogen

Kitaran nitrogen biogeokimia, seperti kitaran sebelumnya, meliputi semua kawasan biosfera (Rajah 3.4).

nasi. 3. 4. Kitar nitrogen.

Nitrogen memasuki atmosfera bumi dalam bentuk tidak terikat dalam bentuk molekul diatomik (kira-kira 78% daripada jumlah isipadu atmosfera ialah nitrogen). Selain itu, nitrogen termasuk dalam tumbuhan dan organisma haiwan dalam bentuk protein. Tumbuhan mensintesis protein dengan menyerap nitrat daripada tanah. Nitrat terbentuk di sana daripada nitrogen atmosfera dan sebatian ammonium yang terdapat dalam tanah. Proses menukar nitrogen atmosfera kepada bentuk yang boleh digunakan oleh tumbuhan dan haiwan dipanggil fiksasi nitrogen. Apabila bahan organik membusuk, sebahagian besar nitrogen yang terkandung di dalamnya ditukar menjadi ammonia, yang, di bawah pengaruh bakteria nitrifikasi yang hidup di dalam tanah, kemudiannya dioksidakan menjadi asid nitrik. Asid ini, bertindak balas dengan karbonat dalam tanah (contohnya, kalsium karbonat CaCO3), membentuk nitrat. Sesetengah bahagian nitrogen sentiasa dibebaskan semasa pereputan dalam bentuk bebas ke atmosfera. Di samping itu, nitrogen bebas dibebaskan semasa pembakaran bahan organik, semasa pembakaran kayu, arang batu, dan gambut. Di samping itu, terdapat bakteria yang, jika tiada akses udara yang mencukupi, boleh mengambil oksigen daripada nitrat, memusnahkannya dan membebaskan nitrogen bebas. Aktiviti bakteria denitrifikasi membawa kepada fakta bahawa sebahagian daripada nitrogen daripada bentuk yang tersedia untuk tumbuhan hijau (nitrat) menjadi tidak boleh diakses (nitrogen bebas). Oleh itu, tidak semua nitrogen yang merupakan sebahagian daripada tumbuhan mati kembali ke dalam tanah (sebahagian daripadanya dibebaskan secara beransur-ansur dalam bentuk bebas).

Proses yang mengimbangi kehilangan nitrogen termasuk, pertama sekali, pelepasan elektrik yang berlaku di atmosfera, yang sentiasa menghasilkan sejumlah nitrogen oksida (yang terakhir, dengan air, menghasilkan asid nitrik, yang bertukar menjadi nitrat dalam tanah). Satu lagi sumber penambahan semula sebatian nitrogen tanah ialah aktiviti penting yang dipanggil azotobakteria, yang mampu mengasimilasikan nitrogen atmosfera. Sebahagian daripada bakteria ini menetap pada akar tumbuhan dari keluarga kekacang, menyebabkan pembentukan pembengkakan ciri - nodul. Bakteria nodul, mengasimilasikan nitrogen atmosfera, memprosesnya menjadi sebatian nitrogen, dan tumbuhan, seterusnya, menukar yang terakhir kepada protein dan bahan kompleks lain. Oleh itu, kitaran nitrogen berterusan berlaku di alam semula jadi.

Disebabkan fakta bahawa setiap tahun bahagian tumbuhan yang paling kaya dengan protein (contohnya, bijirin) dikeluarkan dari ladang dengan penuaian, tanah "memerlukan" penggunaan baja untuk mengimbangi kerugian di dalamnya. elemen penting pemakanan tumbuhan. Terutamanya kalsium nitrat (Ca(NO)2), ammonium nitrat (NH4NO3), natrium nitrat (NANO3), dan kalium nitrat (KNO3) digunakan. Selain itu, bukannya baja kimia, tumbuhan itu sendiri daripada keluarga kekacang digunakan. Sekiranya jumlah baja nitrogen tiruan yang digunakan pada tanah adalah terlalu besar, maka nitrat juga masuk ke dalam tubuh manusia, di mana ia boleh ditukar menjadi nitrit, yang sangat toksik dan boleh menyebabkan kanser.

Kitaran fosforus

Sebahagian besar fosforus terkandung dalam batuan yang terbentuk pada era geologi yang lalu. Kandungan fosforus dalam kerak bumi berkisar antara 8 - 10 hingga 20% (mengikut berat) dan ia terdapat di sini dalam bentuk mineral (fluorapatit, chlorapatite, dll.), yang merupakan sebahagian daripada fosfat semula jadi - apatit dan fosforit. Fosforus boleh memasuki kitaran biogeokimia akibat daripada luluhawa batuan. Proses hakisan membawa fosforus ke dalam laut dalam bentuk mineral apatit. Organisma hidup memainkan peranan penting dalam transformasi fosforus. Organisma mengekstrak fosforus daripada tanah dan larutan akueus. Fosforus kemudian dipindahkan melalui rantai makanan. Dengan kematian organisma, fosforus kembali ke tanah dan lumpur laut, dan tertumpu dalam bentuk deposit fosfat laut, yang seterusnya mewujudkan keadaan untuk penciptaan batu kaya fosforus (Rajah 3. 5.).

nasi. 3.5. Kitaran fosforus dalam biosfera (menurut P. Duvigneau, M. Tang, 1973; dengan pengubahsuaian).

Sekiranya baja fosforus digunakan secara tidak betul, akibat hakisan air dan angin (kemusnahan di bawah pengaruh air atau angin), sejumlah besar fosforus dikeluarkan dari tanah. Di satu pihak, ini membawa kepada penggunaan baja fosforus yang berlebihan dan pengurangan rizab bijih yang mengandungi fosforus.

Di sisi lain, kandungan meningkat fosforus dalam laluan air pengangkutannya menyebabkan peningkatan pesat dalam biojisim tumbuhan akuatik, "mekar badan air" dan eutrofikasinya (pengayaan dalam nutrien).

Memandangkan tumbuhan mengeluarkan sejumlah besar fosforus dari tanah, dan penambahan semula jadi sebatian fosforus di dalam tanah adalah sangat tidak penting, penggunaan baja fosforus pada tanah adalah salah satu langkah terpenting untuk meningkatkan produktiviti. Kira-kira 125 juta tan bijih fosfat dilombong setiap tahun di dunia. Kebanyakannya dibelanjakan untuk pengeluaran baja fosfat.

Kitaran sulfur

Dana rizab utama sulfur terletak di sedimen, tanah dan atmosfera. Peranan utama dalam penglibatan sulfur dalam kitaran biogeokimia tergolong dalam mikroorganisma. Sebahagian daripada mereka adalah agen penurunan, yang lain adalah agen pengoksidaan (Rajah 3. 6.).

nasi. 3. 6. Kitaran sulfur (menurut Yu. Odum, 1975).

Dalam alam semula jadi di kuantiti yang banyak Pelbagai sulfida besi, plumbum, zink, dsb. Sulfur sulfida dioksidakan dalam biosfera kepada sulfur sulfat. Sulfat diserap oleh tumbuhan. Dalam organisma hidup, sulfur adalah sebahagian daripada asid amino dan protein, dan dalam tumbuhan, sebagai tambahan, ia adalah sebahagian daripada minyak pati dll. Proses pemusnahan sisa-sisa organisma dalam tanah dan dalam lumpur laut disertai dengan transformasi kompleks sulfur (mikroorganisma mencipta banyak sebatian sulfur perantaraan). Selepas kematian organisma hidup, sebahagian daripada sulfur dikurangkan dalam tanah oleh mikroorganisma kepada H2S, bahagian lain dioksidakan kepada sulfat dan sekali lagi dimasukkan ke dalam kitaran. Hidrogen sulfida yang terhasil di atmosfera teroksida dan dikembalikan ke tanah dengan pemendakan. Di samping itu, hidrogen sulfida boleh membentuk semula sulfida "sekunder", dan sulfur sulfat mencipta gipsum. Sebaliknya, sulfida dan gipsum sekali lagi dimusnahkan, dan sulfur meneruskan penghijrahannya.

Selain itu, sulfur dalam bentuk SO2, SO3, H2S dan unsur sulfur dibebaskan ke atmosfera oleh gunung berapi.

Kitaran sulfur boleh terganggu oleh campur tangan manusia. Sebab untuk ini adalah pembakaran arang batu dan pelepasan industri kimia, mengakibatkan pembentukan sulfur dioksida, yang mengganggu proses fotosintesis dan membawa kepada kematian tumbuh-tumbuhan.

Oleh itu, kitaran biogeokimia memastikan homeostasis biosfera. Walau bagaimanapun, mereka sebahagian besarnya terdedah kepada pengaruh manusia. Dan salah satu tindakan anti-ekologi manusia yang paling berkuasa dikaitkan dengan gangguan dan juga pemusnahan kitaran semula jadi (mereka menjadi asiklik).

Kitaran antropogenik

Daya penggerak kitaran antropogenik adalah aktiviti manusia. Kitaran ini merangkumi dua komponen: biologi, berkaitan dengan fungsi manusia sebagai organisma hidup, dan teknikal, berkaitan dengan aktiviti ekonomi orang ramai. Kitaran antropogenik, tidak seperti kitaran geologi dan biologi, tidak ditutup. Kekurangan penutupan ini menyebabkan kehabisan sumber asli dan pencemaran alam sekitar.

Muka surat 1

Kitaran Geologi Besar menarik batuan sedimen jauh ke dalam kerak bumi, secara kekal mengecualikan unsur-unsur yang terkandung di dalamnya daripada sistem peredaran biologi. semasa sejarah geologi batuan sedimen yang berubah, sekali lagi di permukaan Bumi, secara beransur-ansur dimusnahkan oleh aktiviti organisma hidup, air dan udara dan sekali lagi termasuk dalam kitaran biosfera.

Kitaran Geologi Besar berlaku selama ratusan ribu atau jutaan tahun. Ia adalah seperti berikut: batuan tertakluk kepada kemusnahan, luluhawa dan akhirnya dihanyutkan oleh aliran air ke Lautan Dunia. Di sini mereka dimendapkan di bahagian bawah, membentuk sedimen, dan hanya sebahagiannya kembali ke darat dengan organisma dikeluarkan dari air oleh manusia atau haiwan lain.

Asas kitaran geologi yang besar adalah proses pemindahan sebatian mineral dari satu tempat ke tempat lain pada skala planet tanpa penyertaan bahan hidup.

Sebagai tambahan kepada kitaran kecil, terdapat kitaran geologi yang besar. Sesetengah bahan memasuki lapisan dalam Bumi (melalui sedimen dasar laut atau cara lain), di mana transformasi perlahan berlaku dengan pembentukan pelbagai sebatian, mineral dan organik. Proses kitaran geologi disokong terutamanya oleh tenaga dalaman Bumi, teras aktifnya. Tenaga yang sama menyumbang kepada pembebasan bahan ke permukaan Bumi. Oleh itu, kitaran besar bahan ditutup. Ia mengambil masa berjuta-juta tahun.

Mengenai kelajuan dan keamatan kitaran geologi bahan yang besar, pada masa ini mustahil untuk memberikan sebarang data yang tepat hanya terdapat anggaran anggaran, dan kemudian hanya untuk komponen eksogen kitaran umum, i.e. tanpa mengambil kira kemasukan bahan dari mantel ke dalam kerak bumi.

Karbon ini mengambil bahagian dalam kitaran geologi yang besar. Karbon ini, dalam proses kitaran biotik kecil, mengekalkan keseimbangan gas biosfera dan kehidupan secara umum.

Larian pepejal dari beberapa sungai di dunia.

Sumbangan komponen biosfera dan teknosfera kepada kitaran geologi besar bahan-bahan Bumi adalah sangat penting: terdapat pertumbuhan komponen teknosfera yang sentiasa progresif disebabkan oleh pengembangan skop aktiviti pengeluaran manusia.

Sejak pada permukaan bumi aliran tekno-geokimia utama diarahkan dalam rangka kitaran geologi bahan yang besar untuk 70% daripada daratan ke dalam lautan dan untuk 30% ke dalam lekukan tanpa longkang tertutup, tetapi sentiasa dari ketinggian yang lebih tinggi kepada yang lebih rendah akibat daripada tindakan daya graviti, bahan kerak bumi dibezakan sewajarnya dari ketinggian tinggi ke ketinggian rendah, dari darat ke lautan. Aliran songsang (pengangkutan atmosfera, aktiviti manusia, pergerakan tektonik, gunung berapi, penghijrahan organisma) sedikit sebanyak merumitkan pergerakan umum ke bawah jirim ini, mewujudkan kitaran migrasi tempatan, tetapi tidak mengubahnya secara keseluruhan.

Peredaran air antara darat dan lautan melalui atmosfera adalah sebahagian daripada kitaran geologi yang hebat. Air menyejat dari permukaan lautan dan sama ada diangkut ke darat, di mana ia jatuh sebagai kerpasan, yang kembali ke lautan dalam bentuk larian permukaan dan bawah tanah, atau jatuh sebagai kerpasan di permukaan lautan. Lebih daripada 500 ribu km3 air setiap tahun mengambil bahagian dalam kitaran air di Bumi. Kitaran air secara keseluruhan memainkan peranan utama dalam membentuk keadaan semula jadi di planet kita. Dengan mengambil kira transpirasi air oleh tumbuhan dan penyerapannya dalam kitaran biogeokimia, keseluruhan bekalan air di Bumi akan rosak dan dipulihkan dalam 2 juta tahun.

Menurut rumusannya, kitaran biologi bahan berkembang pada sebahagian daripada trajektori kitaran geologi bahan yang besar dalam alam semula jadi.

Pemindahan jirim oleh permukaan dan air bawah tanah merupakan faktor utama dalam pembezaan tanah dari segi isipadu. glob secara geokimia, tetapi bukan satu-satunya, dan jika kita bercakap tentang kitaran geologi besar bahan di permukaan bumi secara keseluruhan, maka aliran memainkan peranan yang sangat penting di dalamnya, khususnya pengangkutan lautan dan atmosfera.

Semua bahan di planet ini sedang dalam proses peredaran. Tenaga suria menyebabkan dua kitaran bahan di Bumi: besar (geologi, biosfera) Dan kecil (biologi).

Kitaran besar bahan dalam biosfera dicirikan oleh dua perkara penting: ia berlaku sepanjang keseluruhan pembangunan geologi Bumi dan mewakili proses planet moden yang mengambil bahagian utama dalam perkembangan selanjutnya biosfera.

Kitaran geologi dikaitkan dengan pembentukan dan pemusnahan batuan dan pergerakan produk pemusnahan seterusnya - bahan klastik dan unsur kimia. Sifat terma permukaan tanah dan air dimainkan dan terus memainkan peranan penting dalam proses ini: penyerapan dan pantulan sinaran suria, kekonduksian terma dan kapasiti haba. Rejim hidroterma permukaan Bumi yang tidak stabil, bersama-sama dengan sistem peredaran atmosfera planet, menentukan peredaran geologi bahan, yang pada peringkat awal pembangunan Bumi, bersama-sama dengan proses endogen, dikaitkan dengan pembentukan benua, lautan dan geosfera moden. Dengan pembentukan biosfera, bahan buangan organisma dimasukkan ke dalam kitaran besar. Kitaran geologi membekalkan organisma hidup dengan nutrien dan sebahagian besarnya menentukan keadaan kewujudan mereka.

Unsur kimia utama litosfera: oksigen, silikon, aluminium, besi, magnesium, natrium, kalium dan lain-lain - mengambil bahagian dalam kitaran besar, melalui bahagian dalam mantel atas ke permukaan litosfera. Batu igneus yang timbul semasa penghabluran magma, tiba di permukaan litosfera dari kedalaman Bumi, mengalami penguraian dan luluhawa dalam biosfera. Hasil luluhawa memasuki keadaan mudah alih, dibawa oleh air dan angin ke kawasan rendah pelepasan, memasuki sungai, lautan dan membentuk lapisan tebal batuan enapan, yang dari masa ke masa, menjunam ke kedalaman di kawasan dengan peningkatan suhu dan tekanan, mengalami metamorfosis , iaitu "dicairkan semula". Semasa pencairan ini, batu metamorf yang baru muncul, memasuki ufuk atas kerak bumi dan sekali lagi memasuki kitaran bahan. (nasi.).

Peredaran yang paling sengit dan pantas dialami oleh bahan mudah alih - gas dan air semula jadi yang membentuk atmosfera dan hidrosfera planet ini. Bahan litosfera kitaran lebih perlahan. Secara umum, setiap kitaran mana-mana unsur kimia adalah sebahagian daripada kitaran besar umum bahan di Bumi, dan semuanya saling berkait rapat. Bahan hidup biosfera dalam kitaran ini melakukan tugas yang sangat besar untuk mengagihkan semula unsur kimia yang beredar secara berterusan dalam biosfera, bergerak dari persekitaran luaran ke dalam organisma dan sekali lagi ke dalam persekitaran luaran.

Kitaran kecil atau biologi bahan- Ini

peredaran bahan antara tumbuhan, haiwan, kulat, mikroorganisma dan tanah. Intipati kitaran biologi terletak pada berlakunya dua proses yang bertentangan tetapi saling berkaitan - penciptaan bahan organik dan pemusnahannya. Peringkat awal kemunculan bahan organik adalah disebabkan oleh fotosintesis tumbuhan hijau, iaitu, pembentukan bahan hidup daripada karbon dioksida, air dan sebatian mineral mudah menggunakan tenaga suria. Tumbuhan (pengeluar) mengekstrak molekul sulfur, fosforus, kalsium, kalium, magnesium, mangan, silikon, aluminium, zink, kuprum dan unsur-unsur lain daripada tanah dalam larutan. Haiwan herbivor (pengguna urutan pertama) menyerap sebatian unsur-unsur ini dalam bentuk makanan asal tumbuhan. Pemangsa (pengguna pesanan II) memakan herbivor, memakan makanan dengan komposisi yang lebih kompleks, termasuk protein, lemak, asid amino dan bahan lain. Dalam proses pemusnahan oleh mikroorganisma (pengurang) bahan organik tumbuhan mati dan sisa haiwan, ke dalam tanah dan persekitaran akuatik sebatian mineral mudah tiba yang tersedia untuk asimilasi oleh tumbuhan, dan pusingan seterusnya kitaran biologi bermula (Gamb. 33).

Kemunculan dan perkembangan noosfera

Evolusi dunia organik di Bumi melalui beberapa peringkat yang pertama dikaitkan dengan kemunculan kitaran biologi bahan dalam biosfera. Yang kedua disertai dengan pembentukan organisma multiselular. Kedua-dua peringkat ini dipanggil biogenesis Peringkat ketiga dikaitkan dengan penampilan masyarakat manusia, di bawah pengaruh yang keadaan moden Terdapat evolusi biosfera dan perubahannya menjadi sfera akal - noosfera (dari bahasa Yunani - minda, - bola). Noosfera adalah keadaan baru biosfera, apabila aktiviti manusia pintar menjadi faktor utama yang menentukan perkembangannya. Istilah "noosphere" diperkenalkan oleh E. Leroy. V.I. Vernadsky memperdalam dan mengembangkan doktrin noosfera. Dia menulis: "Noosfera adalah baru fenomena geologi di planet kita, manusia menjadi kuasa geologi yang utama. V.I. Vernadsky mengenal pasti prasyarat yang diperlukan untuk penciptaan noosfera: 1. Kemanusiaan telah menjadi satu kesatuan 2. Kemungkinan pertukaran maklumat segera 4. Pertumbuhan taraf hidup Penggunaan jenis tenaga baharu. 6. Pengecualian peperangan daripada kehidupan masyarakat. Penciptaan prasyarat ini menjadi mungkin hasil daripada ledakan pemikiran saintifik pada abad kedua puluh.

Topik – 6. Alam semulajadi – manusia: pendekatan yang sistematik. Tujuan syarahan: Untuk membentuk pemahaman holistik tentang postulat sistemik ekologi.

Soalan utama: 1. Konsep sistem dan biosistem yang kompleks 2. Ciri-ciri sistem biologi 3. Postulat sistem: undang-undang sambungan universal, B. Undang-undang alam sekitar, Undang-undang bilangan yang besar, prinsip Le Chatelier, Undang-undang maklum balas dalam alam semula jadi dan undang-undang ketekalan jumlah bahan hidup 4. Model interaksi dalam sistem ". alam - manusia" dan "man-economy-biota-environment".

Sistem ekologi adalah objek utama ekologi. Ekologi adalah sistemik pada dasarnya dan dalam bentuk teori hampir dengan teori umum sistem Menurut teori umum sistem, sistem ialah himpunan bahagian yang nyata atau boleh difikirkan, sifat integral yang ditentukan oleh interaksi antara bahagian (elemen) sistem. Dalam kehidupan sebenar, sistem ditakrifkan sebagai koleksi objek yang disatukan oleh beberapa bentuk interaksi biasa atau saling bergantung untuk melaksanakan fungsi tertentu. Dalam bahan terdapat hierarki tertentu - urutan tertib subordinasi spatio-temporal dan komplikasi sistem. Bentangkan semua kepelbagaian dunia kita dalam bentuk tiga hierarki yang muncul berturut-turut. Ini adalah hierarki utama, semula jadi, fiziko-kimia-biologi (F, X, B) dan dua hierarki sekunder yang timbul berdasarkannya, hierarki sosial (S) dan teknikal (T). Kewujudan yang terakhir dalam keseluruhan maklum balas mempengaruhi hierarki utama dengan cara tertentu. Menggabungkan sistem daripada hierarki yang berbeza membawa kepada kelas "campuran" sistem. Oleh itu, gabungan sistem dari bahagian fizikokimia hierarki (F, X - "persekitaran") dengan sistem hidup bahagian biologi hierarki (B - "biota") membawa kepada kelas campuran sistem yang dipanggil alam sekitar. Gabungan sistem daripada hierarki C

(“manusia”) dan T (“teknologi”) membawa kepada kelas ekonomi, atau teknikal dan ekonomi, sistem

nasi. . Hierarki sistem bahan:

F, X - fizikal dan kimia, B - biologi, S - sosial, T - teknikal

Perlu jelas bahawa kesan masyarakat manusia terhadap alam semula jadi, yang dimediasi oleh teknologi dan teknologi (teknogenesis), yang ditunjukkan dalam rajah, terpakai kepada keseluruhan hierarki sistem semula jadi: cawangan bawah - kepada persekitaran abiotik, atas - kepada biota biosfera. Di bawah ini kita akan mempertimbangkan hubungan antara aspek alam sekitar dan teknikal dan ekonomi interaksi ini.

Semua sistem mempunyai beberapa sifat am:

1. Setiap sistem mempunyai khusus struktur, ditentukan oleh bentuk sambungan spatiotemporal atau interaksi antara elemen sistem. Susunan struktur itu sendiri tidak menentukan organisasi sistem. Sistem boleh dipanggil teratur, jika kewujudannya sama ada perlu untuk mengekalkan beberapa struktur berfungsi (melaksanakan tugas tertentu), atau, sebaliknya, bergantung pada aktiviti struktur sedemikian.

2. Mengikut prinsip kepelbagaian yang diperlukan sistem tidak boleh terdiri daripada unsur-unsur yang sama tanpa keperibadian. Had bawah kepelbagaian ialah sekurang-kurangnya dua unsur (proton dan elektron, protein dan asid nukleik, “dia” dan “dia”), yang teratas ialah infiniti. Kepelbagaian adalah ciri maklumat yang paling penting dalam sistem. Ia berbeza daripada bilangan jenis unsur dan boleh diukur 3. Sifat sistem tidak boleh difahami hanya berdasarkan sifat bahagiannya. Ia adalah interaksi antara unsur-unsur yang menentukan. Adalah mustahil untuk menilai operasinya dengan melihat bahagian individu mesin sebelum dipasang. Dengan mengkaji secara berasingan beberapa bentuk kulat dan alga, adalah mustahil untuk meramalkan kewujudan simbiosis mereka dalam bentuk lichen. Kesan gabungan dua atau lebih faktor berbeza pada badan hampir selalu berbeza daripada jumlah kesan berasingan mereka. Tahap ketidakterurangan sifat sesuatu sistem kepada jumlah sifat unsur individu yang mana ia terdiri menentukan kemunculan sistem.

4. Mengasingkan sistem membahagikan dunianya kepada dua bahagian - sistem itu sendiri dan persekitarannya. Bergantung pada kehadiran (ketiadaan) pertukaran bahan, tenaga dan maklumat dengan alam sekitar, perkara berikut pada asasnya mungkin: terpencil sistem (tiada pertukaran mungkin); tertutup sistem (metabolisme adalah mustahil); terbuka sistem (pertukaran jirim dan tenaga adalah mungkin). Pertukaran tenaga menentukan pertukaran maklumat. Dalam hidupan alam hanya ada yang terbuka dinamik sistem, antara unsur-unsur dalaman dan unsur-unsur persekitaran terdapat pemindahan jirim, tenaga dan maklumat. Mana-mana sistem hidup - daripada virus kepada biosfera - adalah sistem dinamik terbuka.

5. Keutamaan interaksi dalaman dalam sistem berbanding luaran dan labiliti sistem berhubung dengan faktor luaran
tindakan menentukannya keupayaan memelihara diri terima kasih kepada kualiti organisasi, ketahanan dan kestabilan. Pengaruh luaran pada sistem, melebihi kekuatan dan fleksibiliti interaksi dalamannya, membawa kepada perubahan yang tidak dapat dipulihkan
dan kematian sistem. Kestabilan sistem dinamik dikekalkan oleh kerja kitaran luaran yang dilakukan secara berterusan. Ini memerlukan aliran dan transformasi tenaga ke dalam ini. topik. Kebarangkalian pencapaian matlamat utama sistem - pemeliharaan diri (termasuk melalui pembiakan sendiri) ditakrifkan sebagai potensi keberkesanan.

6. Tindakan sistem dalam masa dipanggilnya tingkah laku. Perubahan tingkah laku yang disebabkan oleh faktor luaran disebut sebagai tindak balas sistem, dan perubahan dalam tindak balas sistem yang berkaitan dengan perubahan dalam struktur dan bertujuan untuk menstabilkan tingkah laku adalah. peranti, atau penyesuaian. Penyatuan perubahan penyesuaian dalam struktur dan sambungan sistem dari masa ke masa, di mana kecekapan potensinya meningkat, dianggap sebagai pembangunan, atau evolusi, sistem. Kemunculan dan kewujudan semua sistem material di alam adalah disebabkan oleh evolusi. Sistem dinamik berkembang ke arah daripada organisasi yang lebih berkemungkinan kepada kurang berkemungkinan, i.e. pembangunan mengikut laluan peningkatan kerumitan organisasi dan pembentukan subsistem dalam struktur sistem. Secara semula jadi, semua bentuk tingkah laku sistem - daripada tindak balas asas kepada evolusi global - adalah ketara tak linear. Ciri penting evolusi sistem yang kompleks ialah
tidak sekata, kekurangan monotoni. Tempoh pengumpulan beransur-ansur perubahan kecil kadangkala terganggu oleh lonjakan kualitatif yang tajam yang mengubah sifat sistem dengan ketara. Mereka biasanya dikaitkan dengan apa yang dipanggil titik bifurkasi- bifurkasi, pemisahan laluan evolusi sebelumnya. Pilihan satu atau satu lagi kesinambungan laluan di titik bifurkasi bergantung kepada banyak, sehingga kemunculan dan kemakmuran dunia baru zarah, bahan, organisma, masyarakat, atau, sebaliknya, kematian sistem. Walaupun untuk sistem penentu, keputusan pilihan selalunya tidak dapat diramalkan, dan pilihan itu sendiri pada titik bifurkasi boleh ditentukan oleh impuls rawak. Mana-mana sistem sebenar boleh diwakili dalam bentuk beberapa persamaan material atau imej simbolik, i.e. masing-masing analog atau tanda model sistem. Pemodelan tidak dapat dielakkan disertai dengan beberapa penyederhanaan dan pemformalkan perhubungan dalam sistem. Formalisasi ini boleh
dilaksanakan dalam bentuk hubungan logik (sebab-akibat) dan/atau matematik (fungsional) Apabila kerumitan sistem bertambah, mereka memperoleh kualiti baru yang muncul. Pada masa yang sama, kualiti sistem yang lebih mudah dipelihara. Oleh itu, kepelbagaian keseluruhan kualiti sistem meningkat apabila ia menjadi lebih kompleks (Rajah 2.2).

nasi. 2.2. Corak perubahan dalam sifat hierarki sistem dengan peningkatan tahapnya (menurut Fleishman, 1982):

1 - kepelbagaian, 2 - kestabilan, 3 - kemunculan, 4 - kerumitan, 5 - bukan identiti, 6 - kelaziman

Untuk meningkatkan aktiviti berhubung dengan pengaruh luaran, kualiti sistem boleh dipesan dalam urutan berikut: 1 - kestabilan, 2 - kebolehpercayaan disebabkan oleh kesedaran terhadap persekitaran (imuniti bunyi), 3 - kebolehkawalan, 4 - diri sendiri. organisasi. Dalam siri ini, setiap kualiti berikutnya masuk akal jika yang sebelumnya ada.

Kesukaran Par struktur sistem ditentukan oleh nombor n unsur dan nombornya T

hubungan antara mereka. Jika dalam mana-mana sistem bilangan keadaan diskret tertentu dikaji, maka kerumitan sistem itu DENGAN ditentukan oleh logaritma bilangan sambungan:

C=lgm.(2.1)

Sistem secara konvensional dikelaskan mengikut kerumitan seperti berikut: 1) sistem dengan sehingga seribu keadaan (O <С < 3), относятся к mudah; 2) sistem dengan sehingga sejuta negeri (3< С < 6), являют собой sistem kompleks; 3) sistem dengan bilangan negeri melebihi sejuta (C > 6) dikenal pasti sebagai sangat kompleks.

Semua biosistem semulajadi yang sebenar adalah sangat kompleks. Walaupun dalam struktur virus tunggal, bilangan keadaan molekul yang signifikan secara biologi melebihi nilai yang terakhir.

Mereka mengambil bahagian dalam kitaran geologi bahan yang besar. Kitaran bahan besar (geologi) dan kecil (biogeokimia).

Kitaran geologi.

Maknanya

Kitaran bahan

Pemulihan kata laluan