- •Введение
- •1. Основы общей экологии
- •1.1. Структура современной экологии
- •1.2.Уровни организации живой материи
- •1.4. Основные критерии вида
- •1.5. Популяция и характерные для неё типы взаимодействий
- •1.6. Биоценоз и характерные для него взаимосвязи
- •1.7. Экологическая ниша
- •2. Экологические факторы
- •2.1. Определение и классификация экологических факторов
- •2.2. Основные четыре среды жизни и их харектиристика
- •2.3. Соответствие между организмами и средой их обитания
- •2.4. Исторически первые законы экологии, устанавливающие зависимость организмов от факторов среды
- •2.5. Экологическая валентность
- •2.6. Адаптация и основные способы приспособления живых организмов к экстремальным условиям среды
- •3. Экосистема – основная структурная единица экологии
- •3.1. Основные типы экосистем и их классификация
- •3.2. Структура экосистем
- •3.3. Распределение солнечной энергии
- •3.4. Трофические цепи и сети в экосистеме. Экологические пирамиды
- •3.5. Экологическое равновесие экосистем
- •4. Биосфера
- •4.1. Биосфера – живая оболочка земли
- •4.2. Круговорот веществ в биосфере
- •4.2.1. Круговорот углерода
- •4.2.2. Круговорот азота
- •4.2.3. Круговорот фосфора
- •4.2.4. Круговорот серы
- •4.3. Природные ресурсы биосферы и их рациональное использование
- •4.3.1. Классификация природных ресурсов
- •4.3.2. Рациональное природопользование
- •4.3.3. Земельные ресурсы
- •4.3.4. Водные ресурсы
- •5. Загрязнение биосферы
- •5.1. Понятия "загрязнение" и "загрязнитель" в экологии
- •5.2. Классификация загрязнений
- •5.2. Биологическое воздействие загрязнителей
- •5.3. Основные загрязненители и источники загрязнения биосферы
- •6. Предотвращение загрязнения окружающей среды
- •6.1. Способы уменьшения вреда от химических загрязнений
- •6.2. Современные методы очистки и их потенциальные возможности
- •7. Охрана окружающей среды и контроль её качества
- •7.1. Критерии оценки качества окружающей природной среды
- •7.2. Стандартизация в области охраны оружающей среды
- •7.3. Мониторинг окружающей среды и его основные виды
- •7.4. Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза
- •8. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
- •8.1. Принципы международного экологического сотрудничества
- •8.2. Объекты международного сотрудничества
4.2.2. Круговорот азота
Круговорот азота один из самых сложных, но одновременно и один из самых идеальных круговоротов. Азот является жизненно важным элементом, входит в состав белков и нуклеиновых кислот.
Газообразный азот выделяется в результате окисления аммиака, образующегося при извержении вулканов и разложении биологических отходов:
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O.
В свободном виде азот составляет 78 % атмосферного воздуха, но является химически инертным газом и поэтому недоступен большинству организмов. Растения усваивают азот лишь после его соединения с кислородом или водородом. Процессы превращения азотсодержащих веществ в форму, пригодную для усвоения высшими растениями, называются нитрификацией. В природных условиях связывание атмосферного азота происходит под действием света и при грозовых разрядах, в результате образуется азотная кислота, которая с осадками попадает в почву:
N2 + O2 →2NO;
2NO + O2 → 2NO2;
4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3.
Но при разрядах молний незначительное количество атмосферного азота (410 кг/га) вовлекается в круговорот, значительно больше благодаря азотфиксации. Процесс связывания азота осуществляют микроорганизмы азотфиксаторы (метанобразующие и сульфатвосстанавливающие бактерии, грибы, сине-зеленые водоросли, клубеньковые бактерии и др.). Таким путем за год накапливается азота 150400 кг/га. Однако пресыщения биосферы связанным азотом не происходит. Азот почвы потребляют растения в виде нитратов, нитритов и солей аммония.
В составе растительных белков его используют животные. Возврат азота в атмосферу осуществляемый бактериями-денитрификаторами, которые разлагают нитраты до нитритов, аммиака и молекулярного азота и кислорода.
Азот может выключаться из круговорота путём аккумуляции в глубоководных осадках океана. Однако это компенсируется выделением его в составе вулканических газов.
Влияние деятельности человека на цикл азота определяется следующими процессами:
сжигание топлива приводит к образованию оксида азота, что способствует выпадению кислотных дождей;
в результате воздействия микроорганизмов на удобрения и отходы животноводства образуется закись азота, что способствует усилению парникового эффекта;
для производства минеральных удобрений возрастает добыча полезных ископаемых, содержащих нитрат-ионы и ионы аммония;
при распашке земель примерно в 5 раз снижается активность фиксации азота микроорганизмами и активизируется деятельность разрушающих азотные соединения бактерий. При сборе урожая из почвы выносятся соединения азота. В итоге уменьшается содержание связанного азота в его основном хранилище-почве;
стоки с полей, ферм и из канализаций увеличивают количество нитрат-ионы и ионы аммония в водных экосистемах, что ускоряет рост водорослей, приводящий к процессу эвтрофикации.
Эвтрофикация (греч. eutrophia хорошее питание) это повышение уровня первичной продуктивности водоёмов из-за повышения в них концентрации биогенных веществ, в основном азота и фосфора, поступающих обычно из-за смыва удобрений с полей. Эвтрофикация приводит к «цветению» воды, вызываемому массовым развитием синезелённых и других водорослей, зарастанию прибрежной зоны, к уменьшению прозрачности и содержанию кислорода. Высокая степень эвтрофикации приводит к заморам рыб и других гидробионтов.