Kāds ir vielu cikls? Vielu cikls ekosistēmā. Vielu cikla shēma dabā

No mūsu planētas esamības sākuma pastāvīgi notiek dažādi enerģijas pārnešanas procesi starp dzīviem organismiem un vidi. Tas ir pārveidots, nonāk citos veidos, atkal saistās un izkliedējas. To pašu var teikt attiecībā uz jebkuru vielu, kas ir dzīves pamats. Katrs no tiem iziet daudzos gadījumos, veic vairākas izmaiņas un galu galā atgriežas.

Šie procesi dod priekšstatu par vielu ciklu dabā. Tie ļauj jums izsekot ne tikai savienojumu kustībai, bet arī atsevišķiem elementiem. Mēs mēģināsim izprast šo jautājumu detalizētāk.

Vispārīga vielu aprites koncepcija

Kāds ir vielu cikls? Tie ir cikliskie pārejas no vienas formas uz otru, kam ir daļēja zaudēšana vai izkliede, bet kam ir pastāvīgs, stabils raksturs. Tas nozīmē, ka jebkura viela vai elements virkni pāreju uz soļiem, mainot un mainot, bet galu galā joprojām atgriežas sākotnējā formā.

Protams, laika gaitā var rasties daļēji zaudējumi attiecīgā savienojuma vai elementa daudzumā. Tomēr vispārējā shēma ir nemainīga un saglabājusies daudzus tūkstošus gadu.

Kāds ir vielu cikls, jūs varat uzskatīt par piemēru. Vienkāršākais no tiem ir organisko vielu transformācija. Sākotnēji tie sastāv no visām daudzšūnu dzīvajām būtnēm. Pēc dzīves cikla pabeigšanas to ķermeņus sadala īpašie organismi, un organiskie savienojumi tiek pārveidoti par neorganiskiem. Pēc tam, kad šie savienojumi tiek absorbēti ar citām būtnēm, to ķermeņi atkal tiek atjaunoti organiskajā formā. Tad process atkārtojas un turpina cikliski visu laiku.

Vielu cikla shēma dabā skaidri parāda, ka nekas nerodas no nekurienes un nekur nezūd. Visam ir sākums, beigas un pārejas formas. Tie ir dzīves pamatnoteikumi. Tie ir pakļauti enerģijai. Apsveriet piemērus par transformācijām, kas notiek ekosistēmās, dzīvās būtnēs. Un arī mēs sapratīsim, kāds vielu cikls ir balstīts uz vienu konkrētu elementu.

Dzīvā viela dabā

Vissvarīgākā biosfēras viela dzīvo. Kas tas ir? Tas ir katrs savvaļas pārstāvis. Kopā tie veido biomasu. Tas, protams, izmainās, ir visu procesu, kas notiek vidē, dalībnieks.

Dzīvās vielas ciklu var ilustrēt šāda veida piemērs.

1. Pirmās radības, kas tieši uztver saules gaismas enerģiju un pārvērš to ķīmisko saišu enerģijā, ir augi, zilās zaļās baktērijas. Tas ir saistīts ar hlorofila pigmentu fotosintēzes procesā. Rezultāts ir organisko vielu sintēze no neorganiskām sastāvdaļām. Tādējādi pirmā saite veidojās starp dzīvo biosfēras lietu.
2. Tad ir dzīvnieki, kas spēj tieši ēst augus. Un arī visžuvēji, uz kuriem attiecas arī šī persona. Viņi patērē pirmo saikni un pārveido organisko vielu savā iekšienē citā formā - neorganiskajā formā.
3. Zālēdājus ēd zālēdāju radības. Tātad vielas tiek pārnestas uz citiem organismiem.
4. Nākamie ir tie organismi, kas spēj barot ar gaļēdāju formām. Augstāki plēsēji. Tās ir pēdējā saikne ar organisko vielu apriti. Pēc to nokļūšanas gaitā tiek ievadīti šādi organismi.
5. Detritofagas ir mikroorganismi, sēnītes, vienšūņi, kas noārda dzīvās būtnes mirušās atliekas un pārnes visas vielas neorganiskajā formā.
6. Šie savienojumi (oglekļa dioksīds, ūdens, minerālu sāļi) atkal tiek izmantoti augu organisko savienojumu radīšanas procesā.

Tādējādi iepriekš minētā vielu cikla shēma atspoguļo biosfēras dzīvās sastāvdaļas transformāciju. Viss sākas ar augiem un beidzas ar tiem. Pilns ciklisks process, kuram ir filiāļu un sarežģītu cirtas masa.

Vielu cikls ekosistēmā

Jebkura ekosistēma ir vesela dažādu organismu kopiena, ko apvieno kompleksās pārtikas plānā esošās saiknes un līdzīgu vides apstākļu ietekme.

Vielu cikls ekosistēmā ir pakļauts noteiktiem vides tiesību aktiem. Tātad, pārliecinieties, ka esat stingri pakļauts piegādes ķēdei. Enerģijas, vielu, daudzu elementu aprites apmaiņa - tas viss notiek starp indivīdiem noteiktā ekoloģiskajā grupā.

Šajā gadījumā tie ir sadalīti vairākās grupās:

• Ražotāji;
• Pirmā pasūtījuma noteikumi;
• Otrā pasūtījuma patērētāji;
• Trešā pasūtījuma noteikumi;
• Visuārdzīgākie organismi;
• Dekomponentes vai detritofagas.

Materiāla cikla shēma var izskatīties šādi:

• Augs (ražotājs) ražo organisko vielu;
• Zālēdājošs dzīvnieks (pirmās pakāpes patērētājs) pārvērš par neorganisku un citu organisko vielu;
• Gaļēdājošs dzīvnieks (otrās pakāpes patērētājs) pārvēršas citā organiskajā formā;
• Augstākais plēsējs (trešās pakāpes patērētājs) atkal daļēji izkliedē to siltuma formā un daļēji koncentrējas iekšējo organisko vielu veidā;
• Mikroorganismi, piemēram, baktērijas, sēnītes un citi (dekomponētāji vai detritofāgi), sadalās mirušo dzīvnieku atliekām un veido neorganisko savienojumu masu;
• Augi absorbē neorganisko un no fotosintēzes procesa radījuši vairākus svarīgus organiskos savienojumus, proti, tie rada.

Ekosistēmas vielas

Acīmredzot, vienā ciešā mijiedarbībā esošā ekosistēmā pastāv divi galvenie vielas veidi: organiskie un neorganiskie. No organiskā tā ir:

• Olbaltumvielas;
• Tauki;
• Ogļhidrāti.

Neorganiskie savienojumi ir šādi:

• Ūdens;
• Oglekļa dioksīds;
• Minerālu sāļi;
• Vairāki svarīgi makroelementi.

Ļoti svarīgs nosacījums jebkura ekosistēmas normālai darbībai ir pastāvīgs saules enerģijas pieplūdums. Galu galā augi var veikt fotosintēzi tikai ar šo nosacījumu. Turklāt enerģija, kas ir savienojumu ķīmiskajās saites, tiek izkliedēta kā siltums pietiekami lielos daudzumos. Tādēļ vielas bez cēloņiem nevar cirkulēt nemainītā stāvoklī.

Pļavu vielu cikla shēma

Pļava ir īpaša dabiska kopiena. Galu galā, tam ir dažas atšķirības no visiem citiem, piemēram, no mežsaimniecības. Kādas ir atšķirības?

1. Pļavā dominē tikai zāles veģetācija, kas sastāv no daudzgadīgām un ikgadējām zālēm. Tajā pašā laikā tie atšķiras viens no otra. Lielāks pieaugums ir fotobils, un tie, kas var dzīvot ēnā, ir zemi.
2. Šajā kopienā nav lielu dzīvnieku cilvēku pārstāvju. Tas ir saistīts ar to, ka viņiem vienkārši nav noslēpties, jo nav koku.
3. Periodiski smago lietu laikā visa pļavu telpa tiek appludināta ar ūdeni. Tādēļ viņu cits vārds - pārpludināts vai šķidrs. Šādos apstākļos ne visas dzīvās būtnes var pastāvēt.

Ja mēs runājam par līdzībām starp pļavām un mežiem, piemēram, sabiedrībai, mums vajadzētu izcelt galveno iezīmi: abās teritorijās dzīvo augu, kukaiņu, grauzēju, putnu, rāpuļu, abinieku un zīdītāju pārstāvji.

Pļavu vielu cikla shēma var būt šāda forma:

• Minerālvielas un ūdens, ko augs patērē tieši no zemes;
• Kukaini, kas apkaro ziedus un ļauj tiem pavairot, vienlaicīgi barojot ar nektāru, ti, augu radīto organisko vielu;
• Putni un zīdītāji, ēdot kukaiņus un augus, tas ir, izmantojot organisko vielu;
• Mikroorganismi, kas noārda neplīvu augu un dzīvnieku atliekas, un atbrīvo neorganiskās vielas (minerālsāļus, ūdeni, oglekļa dioksīdu).

Pļavu cikla piemērs

Visas piemērā norādītās saites ir ļoti svarīgas. Pļavu vielu cikls ir nepieciešams nosacījums šīs kopienas pastāvēšanai. Augsni var bagātināt ar lietderīgām vielām un elementiem tikai pateicoties tās iedzīvotāju aktivitātēm - mikroorganismiem - detritofagiem, tārpiem, kokmateriāliem un citām radībām. Bez šī nosacījuma, augiem trūks neorganiskās vielas fotosintēzei un augšanai, kas nozīmē, ka to radītā organiskā viela ir deficīta. Piemēram, ciete, celuloze, proteīns un citi. Tādējādi samazināsies dzīvnieku un putnu skaits, un līdz ar to arī organiskā viela kopumā. Galu galā cietīs kaitējums, tāpēc cikls būs salauzts.

Vielu ciklu pļavā var ilustrēt arī konkrētāks piemērs. Mēģināsim izveidot šādu shēmu.

• Minerālie sāļi, ūdens, oglekļa dioksīds, skābeklis patērē kumelīšu aptieku.
• Medus bišu apkaro izraudzīto augu un ēd putekšņus, tas ir, ogļhidrātus un olbaltumvielas.
• Biškopis un bišu saimnieks iezīmē medus bišu un patērē ķermeņa organisko vielu (chitīnu, olbaltumvielas, ogļhidrātus).
• Pļavas vole un citi mazi grauzēji un lielākās sugas ēd organisko sastāvdaļu augos un kukaiņos.
• Kestrels (putns) ēd grauzējus un patērē barības vielas.
• Pēc nāves visi dzīvnieki un kukaiņi nokrīt zemē, kur to ķermenis tiek sadalīts savienojumos ar mikroorganismu, tārpu, kokmateriālu un citu detrītofāžu darbību.
• Tā rezultātā augsne atkal piesātināta ar neorganiskiem sāļiem, ūdeni un citiem savienojumiem, kas absorbē augu saknes.

Ķēdes un elektroenerģijas tīkli

Vielu un enerģijas cikls, kas kļuva skaidrs, ir cieši saistīts ar šādu ekoloģisko koncepciju kā ķēdi vai elektrotīklu. Galu galā jebkura viela ir materiāls, produkts, kas kalpo kā celtniecības materiāls šūnu, audu un orgānu strukturālo daļu veidošanai.

Katra pārtikas ķēde neizbēgami ietver vielu ciklisku pārveidošanu. Un visi sintēzes un sabrukšanas procesi prasa enerģijas izmaksas vai atbrīvošanu. Līdz ar to tas ir arī saistīts ar vienu ciklu dabā.

Kāpēc ir jēdzieni "ķēde" un "enerģijas tīkls"? Lieta ir tā, ka attiecības starp organismiem ekoloģiskajā grupā bieži vien ir daudz sarežģītākas nekā vienkārša vienkārša ķēde. Galu galā tas pats dzīvnieka pārstāvis var būt gan zālēdājs, gan plēsonis. Ir visēdāji. Turklāt daudzi rada konkurētspējīgu vidi ražošanai un iztikas līdzekļiem, kas arī atstāj iespaidu uz kopējo attiecību plānu biogeocenozē.

Šajos gadījumos ķēdes ir cieši saistītas, un tiek veidoti tā sauktie energosistēmas tīkli. Tas ir īpaši jūtams iedzīvotāju apdzīvotajās vietās: mežos, ezeru kopienās, tropu mežos un citos.

Visas piegādes ķēdes var iedalīt divos veidos:

• Ganīšana vai ganības;
• Sadalīšanās vai bīstamība.

Galvenā atšķirība starp tām ir tā, ka pirmajā gadījumā viss sākas ar dzīvu organismu - augu. Otrajā - no mirušajām atliekām - ekskrementi un citi nogulumi, kurus apstrādā mikroorganismi, tārpi un tā tālāk.

Enerģijas izmaiņas

Enerģētika, tāpat kā vielas, procesos notiek ekosistēmās. Viss tas ir sadalīts divos galvenajos veidos:

• Saules gaisma;
• Ķīmiskās saites.

Strāvas ķēžu konstruēšanas laikā enerģija vienkārši pāriet no vienas formas uz otru. Tajā pašā laikā rodas daļēji zaudējumi. Galu galā tas tiek tērēts katra būtnes dzīvības procesiem, izkliedējot siltumu. Tāpēc ir svarīgi, lai saules enerģija kā galvenais avots nepārtraukti papildinātu jebkuras kopienas rezerves.

Tieši saules gaismas formā to var izlietot tikai tādi organismi kā:

• Augi;
• Baktērijas;
• Fotosintētiska vienšūņaina.

Pēc tam visa enerģija nonāk nākamajā formā - savienojumu ķīmiskās saites. Šādā veidā to patērē heterotrofiskie biosfēras pārstāvji.

Ūdens cikls

Mēs jau esam norādījuši, ka vissvarīgākais un vēsturiski attīstītais dzīves process ir vielu cikls dabā. Ūdens ir neorganisks savienojums, kura nozīmīgums ir īpaši svarīgs un liels. Tāpēc, kā turpināt savu apgrozību, mēs to izskatīsim vispārīgi.

1. Liela ūdens daudzums mūsu planētas virsotnē ir koncentrēts visu veidu ūdensobjektos. Tie ir jūra un okeāns, purvi, upes, ezeri, straumi, mākslīgās struktūras. No to virsmas pastāvīgi iztvaiko mitrumu, tas ir, tvaisa formā esošais ūdens nonāk atmosfēras slāņos.
2. Augsne gan tās ārējās, gan iekšējās daļās satur arī daudz mitruma. Tie ir pazemes vai gruntsūdeņi. No tvaika virsmas nonāk atmosfērā, no iekšējiem slāņiem izplūst ūdenskrātuvēs, un no turienes iztvaiko.
3. Kondensācija atmosfērā, ūdens pakāpeniski sasniedz maksimumu un sāk nokļūt zemē nokrišņu formā. Ziemā tas ir sniegs, vasarā ir lietus.
4. Augi aktīvi piedalās ūdens uzsūkšanās un transpirācijā, jo tie pārnēsā milzīgu daudzumu ūdens.

Tādējādi ūdens cikls un vielu cikls dabā nodrošina jebkura ekosistēmas un līdz ar to arī organismu normālu stāvokli.

Pētījums par vielu ciklu sākumskolā

Lai bērniem būtu priekšstats par to, kādas pārmaiņas dabā notiek cikliskām pārmaiņām, viņiem par to jāsaka no izglītības sākuma stadijām. Bērniem jābūt zināšanām par to, kāds ir vielu cikls. 3. pakāpe ir ļoti piemērots laiks tam. Šajā periodā bērni ir pietiekami veci, lai pilnībā izprastu un asimilētu šāda veida informāciju.

Daudzās izglītības programmās visā pasaulē ir laba shēma "Aprite vielu: 3. klase". Tas atspoguļo galvenos ūdens pārveidošanas veidus, vielas, pārtikas ķēdes, kas raksturīgas katrai ekosistēmai.

Piemērota shēma jaunākiem skolēniem paredzētu vielu apritē var izskatīties šādi: augu ūdens un minerālvielas - dzīvnieku organiskās vielas - ūdens un minerālsāļi pēc augu un dzīvnieku nāves.

Katrs posms būtu jāpaskaidro ar piemēriem un detalizētu aprakstu, lai veidotu skaidru priekšstatu par notiekošajiem dabas procesiem.