자연의 에너지 흐름. 자연의 물질과 에너지의 순환
모든 생명에는 에너지와 물질의 지속적인 흐름이 필요합니다. 기본적인 생명 반응을 수행하는 데 에너지가 소비되고, 물질은 유기체의 몸을 만드는 데 사용됩니다. 자연 생태계의 존재에는 생명체와 무생물 사이의 물질 및 에너지 교환의 복잡한 과정이 수반됩니다. 이러한 과정은 매우 중요하며 생물 공동체의 구성뿐만 아니라 물리적 환경에도 의존합니다.
지역사회의 에너지 흐름– 이는 유기 화합물(식품)의 화학 결합 형태로 한 수준의 유기체에서 다른 수준으로의 전환입니다.
물질의 흐름(주기)은 화학 원소 및 그 화합물의 형태로 물질이 생산자에서 분해자로 이동한 다음 (살아있는 유기체의 참여 없이 발생하는 화학 반응을 통해) 다시 생산자로 이동하는 것입니다.
물질의 순환과 에너지의 흐름은 동일한 개념이 아니지만, 물질의 움직임을 측정하기 위해 다양한 에너지 등가물(칼로리, 킬로칼로리, 줄)이 종종 사용됩니다. 이것은 첫 번째를 제외한 모든 영양 수준에서 유기체의 생명에 필요한 에너지가 소비되는 음식의 형태로 전달된다는 사실로 부분적으로 설명됩니다. 식물(생산자)만이 생명 활동을 위해 태양의 복사 에너지를 직접 사용할 수 있습니다.
생태계에서 순환하는 물질의 엄격한 측정은 개별 화학 원소, 주로 식물과 동물 세포의 세포질을 위한 주요 건축 자재인 화학 원소의 순환을 고려하여 얻을 수 있습니다.
생태계의 여러 블록을 지속적으로 순환하고 항상 그 순환에 다시 들어갈 수 있는 물질과 달리, 에너지는 신체 내에서 한 번만 사용될 수 있습니다.
물리학 법칙에 따르면 에너지는 한 형태(예: 빛 에너지)에서 다른 형태(예: 음식의 위치 에너지)로 바뀔 수 있지만 결코 다시 생성되거나 파괴되지 않습니다. 에너지의 일부를 잃지 않으면서 에너지 변환과 관련된 단일 프로세스는 있을 수 없습니다. 변환 과정에서 일정량의 에너지가 열의 형태로 소산되어 손실됩니다. 이러한 이유로, 예를 들어 식품 물질을 유기체의 신체를 구성하는 물질로 변환하는 일은 100% 효율로 일어날 수 없습니다.
모든 생태계의 존재는 모든 유기체가 중요한 기능과 자기 재생산을 유지하는 데 필요한 지속적인 에너지 흐름에 달려 있습니다.
녹색 식물에 떨어지는 일사량의 약 절반만이 광합성 요소에 의해 흡수되고, 흡수된 에너지의 극히 일부(1/100에서 1/20까지)만이 활동에 필요한 에너지의 형태로 저장됩니다. 식물 조직의.
일차 생산자로부터 멀어짐에 따라 에너지 흐름 속도(즉, 한 영양 수준에서 다른 영양 수준으로 전달되는 에너지 단위로 표현되는 에너지의 양)는 급격히 감소합니다.
하나의 영양 수준에서 더 높은 영양 수준으로 전환하는 동안 에너지 양의 감소는 이러한 수준 자체의 수를 결정합니다. 모든 영양 수준은 이전 수준의 에너지를 약 10%(또는 약간 그 이상)만 받는 것으로 추정됩니다. 따라서 총 영양 수준 수가 3~4를 초과하는 경우는 거의 없습니다.
다양한 영양 수준의 생물체 비율은 일반적으로 유입 에너지 비율과 동일한 규칙을 따릅니다. 즉, 수준이 높을수록 총 바이오매스와 이를 구성하는 유기체의 수가 줄어듭니다.
다양한 유기체 그룹 수의 비율은 공동체의 안정성에 대한 아이디어를 제공합니다. 왜냐하면 바이오매스와 일부 인구의 수가 동시에 이 종과 다른 종의 유기체의 생활 공간을 나타내는 지표이기 때문입니다. . 예를 들어, 숲에 있는 나무의 수는 그 안에 포함된 바이오매스와 에너지의 총 공급량뿐만 아니라 미기후뿐만 아니라 많은 곤충과 새들의 피난처 수도 결정합니다.
숫자 피라미드는 뒤집힐 수 있습니다. 이는 먹이 개체군의 번식률이 높을 때 발생하며, 바이오매스가 낮은 경우에도 그러한 개체군은 바이오매스는 높지만 번식률은 낮은 포식자에게 충분한 먹이원이 될 수 있습니다. 예를 들어, 많은 곤충이 한 나무에 살고 먹이를 먹을 수 있습니다(역전된 인구 피라미드). 바이오매스의 역피라미드는 수생 생태계의 특징으로, 1차 생산자(식물성 플랑크톤 조류)의 수는 매우 빠르게 분열되고 증가하며, 그 소비자(동물성 플랑크톤 갑각류)는 훨씬 크지만 번식 주기가 깁니다.
목초지 및 파괴 사슬
에너지는 다양한 방식으로 커뮤니티를 통해 흐를 수 있습니다. 모든 소비자의 먹이사슬을 대표합니다.(소비자 시스템) 두 개의 링크가 더 추가되었습니다. 죽은 유기물그리고 분해자 먹이사슬(감소 시스템).
식물에서 초식동물을 통한 에너지의 흐름(그들은 방목이라고 불린다), 초원의 먹이사슬이라 불린다.
소비자가 사용하지 않고 소비하는 유기체의 잔해는 죽은 유기물을 보충합니다. 소화되지 않은 음식의 일부를 포함하는 분변과 동물의 사체, 식물 찌꺼기(잎, 가지, 조류)로 구성되며, 암설.
죽은 유기물에서 발생하여 분해 시스템을 통과하는 에너지 흐름을 유해 먹이 사슬이라고 합니다.
유사점과 함께 목초지와 찌꺼기 먹이 사슬의 기능에는 큰 차이가 있습니다. 그것은 다음과 같은 사실로 구성됩니다. 소비자 시스템에서는 배설물과 죽은 유기체가 손실되고 환원 시스템에서는– 아니요.
조만간, 죽은 유기물에 포함된 에너지는 분해기에 의해 완전히 사용되며, 분해기 시스템을 여러 번 통과해야 하더라도 호흡을 통해 열로 소산됩니다.유일한 예외는 현지 비생물학적 조건이 분해 과정에 매우 불리한 경우(높은 습도, 영구 동토층)입니다. 이러한 경우 불완전하게 처리되고 에너지 집약도가 높은 물질의 퇴적물이 축적되어 시간이 지남에 따라 적절한 조건에서 석유, 석탄, 이탄과 같은 가연성 유기 화석으로 변합니다.
생태계의 물질 순환
자연 생태계의 완전성은 순환하는 물질의 흐름을 고려할 때 특히 명확하게 나타납니다. 물질은 유기체와 환경 사이를 반복적으로 순환하는 폐쇄 주기(순환)로 전달될 수 있습니다.
화학 원소(즉, 물질)의 순환 운동(땅, 공기, 물을 통한)을 생지화학적 순환 또는 순환이라고 합니다.
생명에 필요한 원소와 용해된 염분을 관례적으로 칭한다. 영양소(생명을 주는 것) 또는 영양소.생물학적 요소 중에는 거대 영양 물질과 미세 영양 물질이라는 두 그룹이 구별됩니다.
거대영양물질살아있는 유기체 조직의 화학적 기초를 구성하는 요소를 다룹니다. 여기에는 탄소, 수소, 산소, 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 황이 포함됩니다.
미세영양물질생명체의 존재에 매우 중요한 원소와 그 화합물을 포함하지만 그 양은 극히 적습니다. 이러한 물질을 흔히 미량 원소.이들은 철, 망간, 구리, 아연, 붕소, 나트륨, 몰리브덴, 염소, 바나듐 및 코발트입니다. 미세 영양 요소는 매우 적은 양으로 유기체에 필수적이지만, 그 결핍으로 인해 생산성이 심각하게 제한될 수 있습니다.
영양분의 순환은 대개 화학적 변형을 동반합니다. 예를 들어, 질산성 질소는 단백질 질소로 전환된 다음 요소로 전환되고, 암모니아로 전환되고, 미생물의 영향을 받아 다시 질산염 형태로 합성될 수 있습니다. 탈질 및 질소 고정 과정에는 생물학적, 화학적 다양한 메커니즘이 관여합니다.
영양소의 보유량은 다양합니다. 이들 중 일부를 살아있는 바이오매스로 격리하는 과정은 비생물적 환경에 남아 있는 양을 줄입니다. 그리고 식물과 다른 유기체가 결국 분해되지 않으면 영양분 공급이 고갈되어 지구상의 생명체가 중단될 것입니다. 이것으로부터 우리는 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. 종속 영양 생물, 주로 유해 사슬에서 기능하는 유기체의 활동,– 영양소의 순환과 제품의 형성을 유지하는 데 결정적인 요소입니다.
물질 이동의 규모를 나타내는 수치 데이터를 살펴보고 생지화학적 탄소 순환을 살펴보겠습니다. 유기물 합성을 위해 식물이 사용하는 천연 탄소원은 대기의 일부이거나 물에 용해되는 이산화탄소입니다. 광합성 과정에서 이산화탄소(이산화탄소)는 동물의 먹이가 되는 유기물로 전환됩니다. 연료의 호흡, 발효 및 연소는 이산화탄소를 대기로 되돌립니다.
지구 대기의 탄소 매장량은 수권에서 7000억 톤, 수권에서는 500억 톤으로 추정됩니다. 연간 계산에 따르면 광합성의 결과로 육지와 물에서 식물 질량의 증가는 300억 톤이며 각각 1,500억 톤 탄소 순환은 약 300년 동안 지속됩니다.
또 다른 예는 인 순환입니다. 인의 주요 매장량에는 다양한 암석이 포함되어 있으며, 이는 파괴와 침식의 결과로 점차적으로 인산염을 육상 생태계로 방출합니다. 인산염은 식물에 의해 소비되며 유기 물질을 합성하는 데 사용됩니다. 동물의 시체가 미생물에 의해 분해되면 인산염은 토양으로 반환된 다음 식물에 의해 다시 사용됩니다. 또한 인산염의 일부는 수로를 통해 바다로 운반됩니다. 이는 식물성 플랑크톤과 이에 의존하는 모든 먹이 사슬의 발달을 보장합니다. 바닷물에 포함된 인 중 일부는 구아노 형태로 육지로 돌아갈 수 있습니다.
생태계 생물권 에너지 순환
소개
생태계의 개념과 구조
1 생태계의 개념
2 생태계의 분류
3 거시생태계 구역화
4 생태계 구조
생태계의 완전성을 보장하는 요소
1 물질주기
2 생태계의 에너지 흐름
3 생태계의 무결성과 지속 가능성을 보장하는 동적 프로세스
4 생태계의 온전성과 지속가능성을 보장하는 지구생태계로서의 생물권
결론
소개
생태계는 물질의 순환이 일어날 수 있는 유기체와 무기 성분의 집합체입니다. N.F. Reimers(1990)는 생태계란 개별 환경 구성 요소 사이에 존재하는 상호 의존성과 인과 관계를 기반으로 발생하는 단일 기능적 전체로 통합된 생명체와 서식지의 공동체입니다. A. Tansley(1935)는 다음 관계를 제안했습니다.
미세생태계, 중생태계, 거시생태계, 지구 생물권이 있습니다. 대규모 육상 생태계를 생물군계라고 합니다. 생태계는 무질서하게 흩어져 있지 않고 오히려 수평(위도)과 수직(높이) 모두 상당히 규칙적인 구역으로 그룹화되어 있습니다.
적도에서 극까지 열대 우림, 사막, 대초원, 온대 숲, 침엽수 림, 타이가 등 다양한 반구의 생물 군계 분포에서 특정 대칭이 보입니다.
모든 생태계에는 유기체와 무생물 환경의 요인이라는 두 가지 주요 구성 요소가 있습니다. 유기체(식물, 동물, 미생물)의 총체를 생태계의 생물상이라고 합니다. 영양 구조(그리스 트로피 - 영양)의 관점에서 생태계는 상부, 하부의 두 계층으로 나눌 수 있습니다.
다음 구성 요소는 생태계의 일부로 구별됩니다: 무기, 유기 화합물, 공기, 물 및 기질 환경, 생산자, 독립 영양 유기체, 소비자 또는 식세포, 분해자 및 분해자.
지구상의 태양 에너지는 큰 물질, 즉 지질학적 물질과 작은 생물학적 물질(생물학적)이라는 두 가지 물질 순환을 유발합니다.
생태계에는 물질의 순환이 있습니다. 가장 많이 연구된 것은 탄소, 산소, 질소, 인, 황 등의 순환입니다.
유기체의 중요한 활동 유지와 생태계 내 물질 순환, 즉 생태계의 존재는 태양 에너지의 지속적인 유입에 달려 있습니다.
생태계에서는 구성원의 상태와 필수 활동, 인구 비율에서 변화가 끊임없이 발생합니다. 모든 지역사회에서 발생하는 다양한 변화는 순환적 변화와 진보적이라는 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다.
지구 생태계는 생태계의 완전성과 안정성을 특징으로 하는 생물권입니다.
1. 생태계의 개념과 구조
1 생태계의 개념
살아있는 유기체와 그들의 무생물(비생물적) 환경은 서로 불가분하게 연결되어 있으며 지속적인 상호작용을 하고 있습니다. 생태계의 모든 단위(생물시스템)는 생태계입니다. 생태계 또는 생태계는 유기체와 무생물 환경, 즉 서로의 특성과 지구상에 존재하는 형태의 생명을 유지하는 데 필요한 조건에 상호 영향을 미치는 구성 요소를 포함하기 때문에 생태학의 기본 기능 단위입니다. "생태계"라는 용어는 1935년 영국의 생태학자 A. Tansley에 의해 처음 제안되었습니다. 현재 생태계에 대한 정의는 다음과 같이 널리 사용되고 있다. 생태계는 물질의 순환이 일어날 수 있는 유기체와 무기 성분의 집합체입니다. N.F. Reimers(1990)는 생태계란 개별 환경 구성 요소 사이에 존재하는 상호 의존성과 인과 관계를 기반으로 발생하는 단일 기능적 전체로 통합된 생명체와 서식지의 공동체입니다. 특정 물리화학적 환경(비오톱)과 살아있는 유기체 공동체(생물권증)의 결합이 생태계를 형성한다는 점이 강조되어야 합니다. A. Tansley(1935)는 다음 관계를 제안했습니다.
생태계 = 비오톱 + 생물권
V.N. Sukachev, 생물지구권증은 "지구 표면의 일정 범위에 걸친 균질한 자연 현상(대기, 암석, 토양 및 수문학 조건)의 집합으로, 이를 구성하는 이러한 구성 요소의 상호 작용과 특정 유형의 특별한 특수성을 가지고 있습니다. 그들 자신과 다른 자연 현상 사이의 물질과 에너지의 교환은 끊임없는 움직임과 발전 속에서 내부적으로 모순되는 변증법적 통일성을 나타냅니다."
생태계 A. Tensley 및 biogeocenosis V.N. Sukachev는 F. Evans(1956)의 규칙을 공식화했는데, 그는 환경과 상호 작용하는 모든 초유기체 생명체를 지정하기 위해 절대적으로 "차원 없이" "생태계"라는 용어를 사용할 것을 제안했습니다. 그러나 많은 저자들은 “생태계”라는 용어에 생물지구권증(biogeocenosis)의 의미를 부여했습니다. 기본 생태계, 동시에 생물권 생태계까지의 초생물지질학적 구조의 계층 구조에서 더 높습니다.
2 생태계의 분류
지구상에 존재하는 생태계는 다양합니다. 미시생태계(예: 썩어가는 나무 줄기), 중생태계(숲, 연못 등), 거시생태계(대륙, 해양 등) 및 지구 생물권이 있습니다.
대규모 육상 생태계를 생물군계라고 합니다. 각 생물 군계에는 더 작고 상호 연결된 생태계가 많이 있습니다. 생태계에는 여러 가지 분류가 있습니다.
상록수 열대우림
사막: 풀과 관목 Chaparral - 겨울에는 비가 내리고 여름에는 건조한 지역
열대성 그라슬렌츠(Graslenz)와 사바나(Savannah)
온대 대초원
온대 낙엽수림
북방 침엽수림
툰드라: 북극과 고산
담수 생태계의 유형:
리본(정수): 호수, 연못 등
Lotic(흐르는 물): 강, 하천 등
습지: 늪과 늪지대 숲
해양 생태계의 유형
넓은 바다(원양)
대륙붕수(연안수)
용승 지역(생산적인 어업이 가능한 비옥한 지역)
하구(해안만, 해협, 하구, 염습지 등). 여기서 육상 생물군계는 자연적이거나 원래의 식생 특징으로 구별되며, 수생 생태계 유형은 지질학적, 물리적 특징으로 구별됩니다. 나열된 주요 유형의 생태계는 인류 문명이 발전한 환경을 나타내며 지구상의 생명체를 지원하는 주요 생물 공동체를 나타냅니다.
3 거시생태계 구역화
생태계의 지리적 분포에 대한 연구는 대규모 생태 단위, 즉 대륙 규모로 간주되는 거시 생태계 수준에서만 수행될 수 있습니다. 생태계는 무질서하게 흩어져 있지 않고 오히려 수평(위도)과 수직(높이) 모두 상당히 규칙적인 구역으로 그룹화되어 있습니다. 이것은 A.A. 의 지리적 구역화주기 법칙에 의해 확인됩니다. Grigorieva-M.I. Budyko: 지구의 물리적 지리적 영역이 변경됨에 따라 유사한 경관 영역과 일부 일반 속성이 주기적으로 반복됩니다. 이는 지상의 생활환경을 고려할 때에도 논의되었다. 법에 의해 설정된 주기성은 건조 지수의 값이 0에서 4-5까지 다양한 영역에서 다르며, 극과 적도 사이에서 3번씩 변화하여 1에 가깝다는 사실에서 나타납니다. 이 값은 경관의 가장 높은 생물학적 생산성에 해당합니다.
한 계층 수준의 일련의 시스템에서 속성의 주기적 반복은 아마도 시스템 집합체 구조의 주기성의 법칙 또는 시스템 주기 법칙-한 수준의 특정 자연 시스템으로 공식화되는 우주의 일반 법칙일 것입니다. 하위 수준) 조직은 상위 및 하위 시스템 시공간 경계 내에서 형태학적으로 유사한 일련의 주기적 또는 반복적인 구조를 구성하며, 이를 넘어서면 주어진 수준에서 시스템의 존재가 불가능해집니다. 불안정한 상태에 빠지거나 다른 수준의 조직을 포함하는 다른 시스템 구조로 전환됩니다.
온도와 강수량은 지구 표면의 주요 육상 생물 군계의 위치를 결정합니다. 꽤 오랜 기간 동안 특정 지역의 기온과 강수량의 패턴을 우리는 기후라고 부릅니다. 지구의 다른 지역의 기후는 다릅니다. 연간 강수량은 0~2500mm 이상입니다. 기온과 강수량의 체계는 매우 다른 방식으로 결합됩니다.
기후 조건의 세부 사항은 차례로 특정 생물 군계의 발달을 결정합니다.
적도에서 극에 이르기까지 다양한 반구의 생물 군계 분포에서 특정 대칭이 보입니다.
열대 우림 (남미 북부, 중앙 아메리카, 적도 아프리카 서부 및 중부, 동남아시아, 호주 북서부 해안 지역, 인도양 및 태평양 섬). 기후는 계절의 변화가 없으며(적도에 근접), 연평균 기온이 17°C 이상(보통 28°C)이고, 연평균 강수량은 2400mm를 초과합니다.
식생: 숲이 우세합니다. 어떤 종류의 나무는 높이가 60m에 달하며 줄기와 가지에는 뿌리가 흙에 닿지 않는 착생 식물과 흙에 뿌리를 내리고 나무를 타고 꼭대기까지 올라가는 목본 덩굴이 있습니다. 이 모든 것이 두꺼운 캐노피를 형성합니다.
동물군: 종 구성은 다른 모든 생물군계를 합친 것보다 더 풍부합니다. 특히 양서류, 파충류, 새(개구리, 도마뱀, 뱀, 앵무새), 원숭이 및 기타 작은 포유류, 밝은 색상의 이국적인 곤충, 저수지에 있는 밝은 색상의 물고기 등이 많이 있습니다.
특징: 토양은 얇고 척박한 경우가 많으며, 대부분의 영양분은 뿌리가 있는 식물의 표면 바이오매스에 포함되어 있습니다.
2. 사바나 (적도 이하 아프리카, 남미, 인도 남부의 상당 부분). 기후는 일년 중 대부분 건조하고 덥습니다. 우기에는 폭우가 내립니다. 온도 : 연평균 최고. 강수량은 주로 우기 동안 연간 750~1650mm입니다. 식물 - 희귀한 낙엽수가 있는 블루그래스(시리얼) 식물. 동물군: 영양, 얼룩말, 기린, 코뿔소, 포식자(사자, 표범, 치타)와 같은 대형 초식 포유류.
사막(아프리카의 일부 지역, 예를 들어 사하라 사막, 중동 및 중앙 아시아, 그레이트 베이슨 및 미국 남서부 및 멕시코 북부 등). 기후는 매우 건조합니다. 온도 - 더운 낮과 추운 밤. 강수량은 연간 250mm 미만입니다. 식물: 드문드문 있는 관목, 종종 가시가 있고, 때로는 선인장과 낮은 풀이 있으며, 드물게 비가 내린 후 꽃이 만발한 카펫으로 땅을 빠르게 덮습니다. 식물은 드문 강우로 인한 수분을 차단하는 광범위한 표면 뿌리 시스템과 지하수 수준(30m 이상)까지 땅을 관통하는 탭 뿌리 시스템을 가지고 있습니다. 동물군: 각종 설치류(캥거루쥐 등), 두꺼비, 도마뱀, 뱀 및 기타 파충류, 부엉이, 독수리, 독수리, 작은 새 및 곤충이 다량으로 서식한다.
4. 대초원(북아메리카 중앙, 러시아, 아프리카 일부 지역, 호주, 남아메리카 남동부). 기후는 계절적입니다. 온도 - 여름 기온은 적당히 따뜻하거나 덥고, 겨울 기온은 0°C 이하입니다. 강수량 - 750-2000 mm/년. 식생: 북아메리카의 일부 대초원에서는 높이가 최대 2m 이상, 예를 들어 러시아 대초원에서는 높이가 최대 50cm에 달하는 블루그래스(시리얼)가 지배하며 습한 지역에는 고립된 나무와 관목이 있습니다. 동물군: 대형 초식 포유류 - 들소, 가지뿔영양(북미), 야생마(유라시아), 캥거루(호주), 기린, 얼룩말, 흰코뿔소, 영양(아프리카) 포식자에는 코요테, 사자, 표범, 치타, 하이에나, 다양한 새와 토끼, 땅다람쥐, 땅돼지와 같은 작은 굴을 파는 포유류가 포함됩니다.
5. 온대림(서유럽, 동아시아, 미국 동부). 기후 - 겨울 기온이 0도 이하인 계절성 0C. 강수량 - 750-2000 mm/년. 식생: 최대 35-45m 높이의 활엽수 숲(참나무, 히코리나무, 단풍나무), 관목 덤불, 이끼류, 이끼류가 우점합니다. 동물군: 포유류(흰꼬리사슴, 고슴도치, 너구리, 주머니쥐, 다람쥐, 토끼, 뒤쥐), 조류(휘파람새, 딱따구리, 찌르레기, 올빼미, 매), 뱀, 개구리, 도롱뇽, 물고기(송어, 농어, 메기 등) . ), 풍부한 토양 미세동물(그림 12.3). 생물상은 겨울의 동면, 이동, 휴면 등 계절적 기후에 적응합니다. 6. 침엽수림, 타이가(북미, 유럽, 아시아 북부 지역). 기후는 길고 추운 겨울이며, 일부 강수량은 눈의 형태로 내립니다. 식생: 상록수 침엽수림이 우세하며 대부분 가문비나무, 소나무, 전나무입니다. 동물군: 대형 초식 유제류(노새사슴, 순록), 소형 초식 포유류(토끼, 다람쥐, 설치류), 늑대, 스라소니, 여우, 흑곰, 회색곰, 울버린, 밍크 및 기타 포식자, 짧은 여름에 수많은 흡혈 곤충 시간. 기후는 극지방의 낮과 극지방의 밤으로 인해 매우 춥습니다. 연평균 기온은 -5°C 이하입니다. 짧은 여름 몇 주 동안 땅의 깊이는 1미터도 채 녹지 않습니다. 강수량은 연간 250mm 미만입니다. 식물: 천천히 자라는 이끼, 이끼, 풀과 사초, 왜성 관목이 지배적입니다. 동물군: 대형 초식성 유제류(순록, 사향소), 작은 굴을 파는 포유류(1년 내내, 예를 들어 레밍), 겨울에 위장 흰색을 얻는 포식자(북극 여우, 스라소니, 족제비, 올빼미). 짧은 여름에는 툰드라에 많은 철새가 둥지를 틀고, 그중에는 특히 여기에 풍부한 곤충과 무척추 동물을 먹는 물새가 많이 있습니다. 특히 지형이 뚜렷한 곳에서 육상 생태계의 수직 고도 구역 설정도 매우 명확합니다. 습도는 생물 군계의 유형을 결정하는 주요 요소입니다. 강수량이 충분히 많으면 산림 식생이 발달합니다. 온도는 숲의 종류를 결정합니다. 상황은 대초원과 사막 생물 군계에서도 똑같습니다. 추운 지역의 식생 유형 변화는 연간 강수량의 감소와 함께 발생합니다. 이는 저온에서 증발로 손실되는 물의 양이 적기 때문입니다. 영구동토층이 있는 매우 추운 조건에서만 온도가 주요 요인이 됩니다. 따라서 생태계의 구성은 기능적 "목적"에 크게 좌우되며 그 반대도 마찬가지입니다. N.F. Reimers(1994)는 이것이 생태학적 상보성(상보성) 원칙에 반영되어 있습니다. 생태계의 기능적 부분(생태적 구성 요소, 요소 등)은 다른 기능적으로 보완적인 부분 없이는 존재할 수 없습니다. 그것에 가깝고 확장하는 것은 생태학적 일치(대응)의 원리입니다. 기능적으로 서로 보완하면서 생태계의 살아있는 구성 요소는 동일한 유기체 (생물 기후 등)에 의해 크게 변형되는 비생물적 환경의 조건과 조화를 이루어 이에 대한 적절한 적응을 개발합니다. 유기체와 서식지 사이에는 외부와 세노시스에 의해 생성된 이중 일련의 대응이 있습니다. 4 생태계 구조 영양 구조(그리스 트로피 - 영양)의 관점에서 생태계는 두 가지 계층으로 나눌 수 있습니다. 에너지 계산의 고정과 단순 무기 화합물의 사용이 우세한 엽록소를 포함하는 식물 또는 그 부분을 포함하는 상위 독립 영양(자체 영양) 계층 또는 "그린 벨트"입니다. 아래쪽은 종속영양층(다른 사람이 공급하는) 층 또는 토양과 퇴적물, 부패하는 물질, 뿌리 등의 "갈색 벨트"로, 복합 화합물의 사용, 변형 및 분해가 우세합니다. 생물학적 관점에서 다음 구성 요소는 생태계의 일부로 구별됩니다. 생태계에서 카테고리 간의 식량과 에너지 연결은 항상 명확하며 다음과 같은 방향으로 진행됩니다. 독립 영양 생물 - 종속 영양 생물 또는 더 완전한 형태; 독립영양생물 -> 소비자 -> 분해자(소멸자). 생태계의 주요 에너지원은 태양이다. 태양이 지구로 보내는 에너지 흐름(T.A. Akimova, V.V. Khaskin, 1994에 따르면)은 연간 2천만 EJ를 초과합니다. 이 흐름의 1/4만이 대기 경계에 접근합니다. 이 중 약 70%는 대기에 반사되어 흡수되어 장파장 적외선 형태로 방출됩니다. 지구 표면에 떨어지는 태양 복사량은 연간 154만 EJ입니다. 이 엄청난 양의 에너지는 20세기 말 인류 전체 에너지의 5000배에 달하며, 최소 1억년 동안 축적된 모든 이용 가능한 유기 유래 화석 연료 자원의 5.5배에 해당합니다. 행성 표면에 도달하는 대부분의 태양 에너지는 직접 열로 변환되어 물이나 토양을 데우고, 이는 다시 공기를 데웁니다. 이 열은 날씨를 결정하는 물 순환, 기류, 해류의 원동력 역할을 하며 점차 우주 공간으로 방출되어 소멸됩니다. 이러한 자연적인 에너지 흐름에서 생태계의 위치를 결정하려면 생태계가 아무리 광범위하고 복잡하더라도 생태계가 사용하는 부분은 극히 일부에 불과하다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 이는 생태계 기능의 기본 원리 중 하나를 의미합니다. 생태계는 오염되지 않고 거의 영원한 태양 에너지로 인해 존재하며 그 양은 상대적으로 일정하고 풍부합니다. 나열된 태양 에너지의 각 특성을 더 자세히 설명하겠습니다. 2. 생태계의 온전성을 보장하는 요소 1 물질주기 두 사이클은 서로 연결되어 있으며 단일 프로세스를 나타냅니다. 대기에 포함된 모든 산소는 2000년에 유기체를 통해 순환(호흡 중에 결합되고 광합성 중에 방출됨)되고, 대기 중 이산화탄소는 300년에 반대 방향으로 순환하며, 지구상의 모든 물은 200만년에 걸쳐 광합성과 호흡을 통해 분해되고 재생산됩니다. 비생물적 요인과 생태계의 살아있는 유기체의 상호 작용은 교대로 유기 및 광물 화합물의 형태로 비오톱과 생물권 사이의 물질의 지속적인 순환을 동반합니다. 생태계 내에서 다양한 단계로 발생하는 생물체와 무기 환경 사이의 화학 원소 교환을 생지화학적 순환 또는 생지화학적 순환이라고 합니다. 물주기. 이동된 질량과 에너지 소비 측면에서 지구상에서 가장 중요한 순환은 행성 수문학 순환, 즉 물 순환입니다. 매초 1,650만 m3의 물이 여기에 포함되며 400억 MW 이상의 태양 에너지가 여기에 소비됩니다(T.A. Akimova V.V. Haskin, (1994)에 따르면). 그러나 이 순환은 단지 물 덩어리의 이동만은 아닙니다. 이는 상 변환, 용액 및 현탁액 형성, 침전, 결정화, 광합성 과정 및 다양한 화학 반응입니다. 이 환경에서 생명이 생겨나고 계속됩니다. 물은 생명에 필요한 기본 요소입니다. 정량적으로 볼 때 이는 생명체의 가장 흔한 무기 성분입니다. 인간의 경우 물은 체중의 63%를 차지하고, 버섯은 80%, 식물은 80~90%, 일부 해파리는 98%를 차지합니다. 나중에 살펴보겠지만 물은 생물학적 순환에 참여하고 수소와 산소의 공급원 역할을 하며 전체 부피의 작은 부분만을 차지합니다. 액체, 고체 및 증기 상태에서 물은 생물권의 세 가지 주요 구성 요소인 대기, 수권 및 암석권 모두에 존재합니다. 모든 물은 "수권"이라는 공통 개념으로 통합됩니다. 수권의 구성 요소는 지속적인 교환과 상호 작용으로 상호 연결됩니다. 한 상태에서 다른 상태로 계속 이동하는 물은 크고 작은 순환을 만듭니다. 바다 표면의 물 증발, 대기 중 수증기의 응축, 바다 표면의 강수는 작은 순환을 형성합니다. 수증기가 기류에 의해 육지로 운반되면 주기가 훨씬 더 복잡해집니다. 이 경우 강수량의 일부는 증발하여 대기 중으로 돌아가고, 다른 일부는 강과 저수지에 공급되지만 궁극적으로 강과 지하 유출수를 통해 바다로 돌아가서 큰 순환이 완료됩니다. 생물학적 (생물학적)주기. 생물학적(생물학적) 순환은 토양, 식물, 동물 및 미생물 사이의 물질 순환을 의미합니다. 생물학적 (생물학적)주기는 토양, 물 및 대기에서 살아있는 유기체로의 화학 원소의 흐름, 들어오는 요소가 새로운 복합 화합물로 변형되고 유기물의 일부가 매년 감소하면서 삶의 과정에서 다시 돌아오는 것입니다. 물질 또는 완전히 죽은 유기체가 생태계 구성에 포함되어 있습니다. 이제 우리는 생물학적 순환을 순환 형태로 제시할 것입니다. 중앙 생물주기 (T.A. Akimova, V.V., Khaskhin에 따르면)는 원시 단세포 생산자 (P)와 분해자-파괴자 (D)로 구성됩니다. 미생물은 다양한 조건에 빠르게 증식하고 적응할 수 있습니다. 예를 들어 모든 종류의 기질(탄소원)을 식단에 사용합니다. 고등 유기체에는 그러한 능력이 없습니다. 완전한 생태계에서는 미생물을 기반으로 한 구조의 형태로 존재할 수 있습니다. 첫째, 다세포 식물(P)이 발달하여 더 높은 생산자가 됩니다. 단세포 유기체와 함께 태양 복사 에너지를 사용하여 광합성 과정을 통해 유기물을 생성합니다. 이어서 초식 동물(T)과 육식 소비자 등 1차 소비자가 연결됩니다. 우리는 토지의 생물적 순환을 조사했습니다. 이는 바다와 같은 수생 생태계의 생물 순환에 완전히 적용됩니다. 모든 유기체는 생물주기에서 특정 위치를 차지하고 그들이 받는 에너지 흐름의 가지를 변환하고 바이오매스를 전달하는 기능을 수행합니다. 단세포 분해자(파괴자) 시스템은 모든 사람을 통합하고 물질을 이인화하며 일반 서클을 닫습니다. 그들은 새롭고 새로운 혁명에 필요한 모든 요소를 생물권의 비생물적 환경으로 되돌립니다. 생물주기의 가장 중요한 특징이 강조되어야 합니다. 광합성은 매년 주기에 엄청난 양의 생물권 물질을 포함하고 높은 산소 잠재력을 결정하는 강력한 자연 과정입니다. 이산화탄소와 물로 인해 유기물이 합성되고 자유 산소가 방출됩니다. 광합성의 직접적인 산물은 다양한 유기 화합물이며 일반적으로 광합성 과정은 매우 복잡합니다. 소위 산소 광합성이라고 불리는 산소가 참여하는 광합성 외에도 무산소 광합성 또는 화학 합성에도 초점을 맞춰야합니다. 화학합성 유기체에는 질산화균, 카르복시도박테리아, 황 박테리아, 티온철 박테리아, 수소 박테리아가 포함됩니다. NH3, NO2, CO, H2S, S, Fe2+, H2 등 산화 기질의 이름을 따서 명명되었습니다. 일부 종은 절대 화학석독립영양생물이고 다른 종은 선택적입니다. 후자에는 카르복시도박테리아와 수소 박테리아가 포함됩니다. 화학합성은 심해 열수분출구의 특징입니다. 광합성은 몇 가지 예외를 제외하고 지구 전체 표면에서 발생하며 엄청난 지구화학적 효과를 생성하며 전체 생물권의 유기-생물 구성에 매년 관여하는 전체 탄소 질량의 양으로 표현될 수 있습니다. 광합성을 통한 유기물의 구성과 관련된 물질의 일반적인 순환에는 N, P, S와 같은 화학 원소뿐만 아니라 금속(K, Ca, Mg, Na, Al)도 포함됩니다. 유기체가 죽으면 산화, 부패 등을 통한 유기물의 분해라는 반대 과정이 발생합니다. 최종 분해 생성물의 형성과 함께. 지구의 생물권에서 이러한 과정은 생물체의 바이오매스 양이 어느 정도 일정한 경향이 있다는 사실로 이어집니다. 생태권의 바이오매스(2 10|2t)는 지각 질량(2.10|9t)보다 7자리 작은 크기입니다. 지구의 식물은 매년 생태계권 바이오매스의 8% 또는 1.6.10%에 해당하는 유기물을 생산합니다. 지구 유기체 전체 바이오매스의 1% 미만을 구성하는 파괴자는 10에 해당하는 유기물 질량을 처리합니다. 평균적으로 바이오매스 재생주기는 12.5년인데, 캄브리아기부터 현재(5억 3천만년)까지 생물체의 질량과 생물권의 생산성이 동일하다고 가정하면, 전 지구적인 생물 순환을 거쳐 지구상 생명체에 의해 사용된 유기물의 총량은 2.10" 2-5,ZL08/12.5=8.5L0|9t이며, 이는 지각 질량의 4배입니다. 이러한 계산과 관련하여 N.S. Pechurkin(1988)은 다음과 같이 썼습니다. “우리 몸을 구성하는 원자는 고대 박테리아, 공룡, 매머드에 있었다고 말할 수 있습니다.” 원자의 생물학적 이동 법칙 V.I. Vernadsky는 다음과 같이 말합니다. “지구 표면과 생물권 전체에서 화학 원소의 이동은 생명체의 직접적인 참여(생물학적 이동)를 통해 발생하거나 지구화학적 특성(O2, CO2, H2, 등)은 현재 생물권에 거주하는 것과 지질학적 역사 전반에 걸쳐 지구에 작용한 것 모두를 결정하는 살아있는 물질입니다." 그리고. 1928-1930년의 베르나드스키 생물권 과정에 관한 깊은 일반화에서 그는 생명체의 다섯 가지 주요 생지화학적 기능에 대한 아이디어를 제시했습니다. 첫 번째 기능은 가스입니다. 두 번째 기능은 집중입니다. 세 번째 기능은 산화환원(redox)입니다. 네 번째 기능은 생화학적 기능입니다. 다섯 번째 기능은 인류의 생지화학적 활동으로, 산업, 운송, 농업의 필요에 따라 지각에서 점점 더 많은 양의 물질을 처리합니다. 생물학적 주기는 다양한 자연 지역에 따라 다르며 식물 바이오매스, 깔짚, 깔짚, 바이오매스에 고정된 원소의 양 등 일련의 지표에 따라 분류됩니다. 총 바이오매스는 산림지대에서 가장 높고, 산림 내 지하기관의 비율은 가장 낮다. 이는 생물학적 주기 강도 지수, 즉 쓰레기를 형성하는 쓰레기 부분에 대한 쓰레기 질량의 비율로 확인됩니다. 탄소 순환. 모든 생지화학적 순환 중에서 탄소 순환은 의심할 여지 없이 가장 강렬합니다. 탄소는 다양한 무기 수단 사이와 살아있는 유기체 공동체 내의 먹이 그물을 통해 빠른 속도로 순환합니다. CO와 CO2는 탄소 순환에서 특정한 역할을 합니다. 종종 지구의 생물권에서 탄소는 가장 이동성이 높은 CO2 형태로 나타납니다. 생물권의 1차 이산화탄소 공급원은 맨틀과 지각의 낮은 지평선의 장기간 가스 제거와 관련된 화산 활동입니다. 생물권에서 CO2의 이동은 두 가지 방식으로 발생합니다. 첫 번째 방법은 광합성 중에 포도당과 모든 식물 조직을 구성하는 기타 유기 물질을 형성하여 흡수하는 것입니다. 그들은 이후 먹이 사슬을 통해 운반되어 생태계의 다른 모든 생명체의 조직을 형성합니다. 표면의 식물과 동물이 죽으면 CO2가 형성되면서 유기 물질의 산화가 발생합니다. 탄소 원자는 유기물이 연소될 때 대기로 되돌아갑니다. 탄소 순환의 중요하고 흥미로운 특징은 수억 년 전 먼 지질 시대에 광합성 과정에서 생성된 유기물의 상당 부분이 소비자나 분해자에 의해 사용되지 않고 암석권에 축적되었다는 것입니다. 화석 연료의 형태: 석유, 석탄, 오일 셰일, 이탄 등. 이러한 화석 연료는 우리 산업 사회의 에너지 수요를 충족시키기 위해 엄청난 양으로 채굴됩니다. 그것을 태움으로써 우리는 어떤 의미에서 탄소 순환을 완성합니다. 두 번째 방법에서는 CO2가 H2CO3, HCO, CO3로 변환되는 다양한 저장소에 탄산염 시스템을 생성하여 탄소 이동이 수행됩니다. 물에 용해된 칼슘(또는 마그네슘)의 도움으로 탄산염(CaCO3)은 생물 발생 경로와 비생물 발생 경로를 통해 침전됩니다. 두꺼운 석회암층이 형성됩니다. A.B. Ronov에 따르면 광합성 산물의 매장 탄소와 탄산염 암석의 탄소 비율은 1:4입니다. 큰 탄소 순환과 함께 육지 표면과 해양에도 작은 탄소 순환이 많이 있습니다. 일반적으로 인위적인 개입 없이 생물권(바이오매스 + 토양 및 잔해), 퇴적암, 대기 및 수권 등 생지화학적 저장소의 탄소 함량은 높은 수준의 일정도로 유지됩니다(T.A. Akimova, V.V. Haskin(1994)에 따름) ). 한편으로는 생물권 사이, 다른 한편으로는 대기와 수권 사이의 지속적인 탄소 교환은 생명체의 가스 기능, 즉 광합성, 호흡 및 파괴 과정에 의해 결정되며 약 6~1010톤/년. 대기와 수권으로 탄소가 유입되고 화산 활동 중에는 평균 4.5톤이 배출됩니다. 106톤/년. 화석연료(석유, 가스, 석탄 등)의 탄소 총량은 3.2*1015톤으로 추정되며, 이는 평균 축적률 700만톤/년에 해당합니다. 이 양은 순환하는 탄소의 질량에 비해 미미하며, 그대로 사이클에서 빠져나와 손실되었습니다. 따라서 순환의 개방도(불완전함)는 10"4, 즉 0.01%이고, 따라서 폐쇄도는 99.99%입니다. 이는 한편으로는 각 탄소 원자가 순환에 참여했음을 의미합니다. 수만 번을 반복하다가 그 순환에서 벗어나 결국 깊은 곳으로 들어가게 되는 반면, 생물권 내 유기물질의 합성과 부패의 흐름은 매우 정밀하게 서로 조정됩니다. 이동성 탄소 저장량의 0.2%가 지속적으로 순환됩니다. 바이오매스 탄소는 12년, 대기 중에서는 8년 만에 재생됩니다. 산소주기. 산소(O2)는 지구상 대부분의 생명체의 생명에 중요한 역할을 합니다. 양적으로 보면 이것은 생명체의 주요 구성 요소입니다. 예를 들어, 조직에 포함된 수분을 고려하면 인체에는 산소가 62.8%, 탄소가 19.4% 포함되어 있습니다. 일반적으로 생물권에서 이 원소는 탄소와 수소에 비해 단순 물질 중 주요 원소입니다. 생물권 내에서는 살아있는 유기체 또는 사망 후 그 잔해와 산소가 빠르게 교환됩니다. 일반적으로 식물은 유리 산소를 생성하고 동물은 호흡을 통해 이를 소비합니다. 지구상에서 가장 널리 퍼져 있고 이동하는 요소인 산소는 생태계의 존재와 기능을 제한하지 않지만, 수생 생물의 산소 가용성은 일시적으로 제한될 수 있습니다. 생물권의 산소 순환은 수많은 유기 및 무기 물질이 반응하기 때문에 매우 복잡합니다. 결과적으로 암석권과 대기 사이 또는 수권과 이 두 환경 사이에서 발생하는 많은 주전원이 발생합니다. 산소 순환은 어떤 면에서는 역이산화탄소 순환과 유사합니다. 하나의 움직임은 다른 하나의 움직임과 반대 방향으로 발생합니다. 대기 산소의 소비와 일차 생산자에 의한 대체는 상대적으로 빠르게 발생합니다. 따라서 대기 중 산소를 모두 완전히 재생하는 데는 2000년이 걸립니다. 요즘에는 대기 중 산소 축적이 일어나지 않으며, 그 함량(20.946%)이 일정하게 유지됩니다. 대기의 상층부에서는 자외선이 산소에 작용하면 오존(O3)이 형성됩니다. 지구에 도달하는 태양 에너지의 약 5%가 오존 형성에 소비됩니다(약 8.6 * 1015W). 반응은 쉽게 되돌릴 수 있습니다. 오존이 붕괴되면 이 에너지가 방출되어 상층 대기의 온도를 높게 유지합니다. 대기 중 평균 오존 농도는 약 106vol입니다. %; 최대 O3 농도(최대 4-10"* vol.%)는 고도 20-25km에서 달성됩니다(T.A. Akimova, V.V. Haskin, 1998). 오존은 일종의 UV 필터 역할을 합니다. 즉, 강한 자외선의 상당 부분을 차단합니다. 아마도 오존층의 형성은 생명체가 바다에서 출현하여 육지에 정착할 수 있는 조건 중 하나였을 것이다. 지질 시대에 생성된 대부분의 산소는 대기에 남아 있지 않고 탄산염, 황산염, 산화철 등의 형태로 암석권에 고정되었습니다. 이 질량은 590 * 1014 톤 대 39 * 1014 톤의 산소로, 대륙 및 해양 수에 용해 된 가스 또는 황산염 형태로 생물권에서 순환합니다. 질소 순환. 질소는 단백질과 핵산의 일부이기 때문에 필수적인 생물학적 요소입니다. 질소 순환은 기체상과 광물상을 모두 포함하고 동시에 가장 이상적인 순환을 포함하기 때문에 가장 복잡한 순환 중 하나입니다. 질소 순환은 탄소 순환과 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 질소는 탄소를 따르며 모든 단백질 물질의 형성에 참여합니다. 78%의 질소를 함유한 대기는 고갈되지 않는 저장소입니다. 그러나 대부분의 살아있는 유기체는 이 질소를 직접적으로 사용할 수 없습니다. 식물이 질소를 흡수하려면 질소가 암모늄(NH*) 또는 질산염(NO3) 이온의 일부여야 합니다. 질소가스는 세균의 탈질작용으로 대기 중으로 지속적으로 방출되며, 고정세균은 남조류(남조류)와 함께 이를 지속적으로 흡수하여 질산염으로 전환시킨다. 질소 순환은 소멸자 수준에서 명확하게 볼 수 있습니다. 식물과 동물이 죽은 후 포함된 단백질 및 기타 형태의 유기 질소는 종속 영양 박테리아, 방선균, 곰팡이(생물 환원 미생물)에 노출되며, 이 유기 질소를 환원시켜 암모니아로 전환함으로써 필요한 에너지를 생산합니다. 토양에서는 미생물의 참여로 암모늄 이온(NH4+)이 아질산염(NO~)으로 산화되거나 아질산염이 질산염(NO~)으로 산화되는 일련의 반응으로 구성된 질화 과정이 발생합니다. 아질산염과 질산염을 기체 화합물 분자 질소(N2) 또는 아산화질소(N20)로 환원하는 것이 탈질 공정의 핵심입니다. 소량의 무기질 질산염 형성은 뇌우 동안 전기 방전 중에 대기 질소와 산소를 결합한 다음 비와 함께 토양 표면에 떨어지면서 대기에서 지속적으로 발생합니다. 대기 질소의 또 다른 공급원은 화산이며, 이는 퇴적 또는 해양 바닥으로의 퇴적 동안 순환에서 제외된 질소 손실을 보상합니다. 일반적으로 대기에서 토양으로 퇴적하는 동안 비생물적 기원의 질산성 질소의 평균 공급량은 10kg(년/ha)을 초과하지 않으며, 유리 박테리아는 25kg(년/ha)을 생산하는 반면, Rhizobium과 콩과 식물의 공생은 평균 200kg(년/ha)을 생산합니다. 고정된 질소의 대부분은 박테리아를 탈질화하여 N2로 처리되어 대기 중으로 반환됩니다. 암모니아화 및 질화질소의 약 10%만이 고등 식물에 의해 토양에서 흡수되어 생물권의 다세포 대표자가 처분하게 됩니다. 인 순환. 생물권의 인 순환은 식물과 동물의 대사 과정과 관련이 있습니다. 육상 식물과 조류 0.01-0.1%, 동물 0.1%에서 수 퍼센트에 포함된 원형질의 이 중요하고 필수 요소는 순환하여 점차적으로 유기 화합물에서 인산염으로 변하여 식물에서 다시 사용할 수 있습니다. 그러나 인은 다른 친생성 원소와 달리 이동 중에 기체 형태를 형성하지 않습니다. 인의 저장소는 질소와 같은 대기가 아니라 암석권의 광물 부분입니다. 무기인의 주요 공급원은 화성암(인회석) 또는 퇴적암(인산염)입니다. 암석에서 무기 인은 대륙 수역에서 침출 및 용해되어 순환에 관여합니다. 육상 생태계와 토양에 들어가면 인은 무기 인산염 이온의 형태로 수용액에서 식물에 흡수되고 다양한 유기 화합물에 포함되어 유기 인산염의 형태로 나타납니다. 인은 식물에서 생태계의 다른 유기체로 먹이 사슬을 통해 이동합니다. 인은 흐르는 물에 의해 수생 생태계로 운반됩니다. 강은 지속적으로 인산염으로 바다를 풍요롭게 합니다. 인이 식물성 플랑크톤의 일부가 되는 곳. 일부 인 화합물은 얕은 깊이로 이동하여 유기체에 의해 소비되는 반면, 다른 부분은 더 깊은 깊이에서 손실됩니다. 유기체의 죽은 잔해는 다양한 깊이에 인이 축적되게 합니다. 유황주기. 황화수소 H2S 및 이산화황 SO2와 같은 수많은 기체 황 화합물이 있습니다. 그러나 이 원소 순환의 주요 부분은 본질적으로 퇴적물이며 토양과 물에서 발생합니다. 생태계에서 무기 황의 가용성은 물에 있는 많은 황산염의 좋은 용해도에 의해 촉진됩니다. 식물은 황산염을 흡수하여 이를 환원시키고 폴리펩타이드 사슬의 여러 구역 사이에 이황화 가교를 형성하는 동안 단백질의 3차 구조 발달에 중요한 역할을 하는 황 함유 아미노산(메티오닌, 시스테인, 시스틴)을 생성합니다. 생지화학적 순환의 많은 기본 특징이 명확하게 드러납니다. S -> S -> SO2 - 무색, 녹색 및 보라색 황 박테리아; - "H2S(황산염의 혐기성 환원) - Desulfovibno; H2S - "SO2"(황화물의 호기성 산화) - 티오바실러스; SO 및 H2S의 유기 S - 호기성 및 혐기성 종속 영양 미생물. 1차 생산은 황산염이 유기물에 결합되도록 하며, 동물의 배설은 황산염을 순환계로 되돌리는 방법으로 사용됩니다. 일반적으로 생태계에는 질소와 인에 비해 황이 덜 필요합니다. 따라서 황은 식물과 동물에 대한 제한 요인이 되는 경우가 적습니다. 동시에 황 순환은 바이오매스 생산 및 분해의 전반적인 과정에서 핵심적인 순환입니다. 예를 들어, 퇴적물에서 황화철이 형성되면 인은 불용성 형태에서 가용성 형태로 옮겨져 유기체에 이용 가능해집니다. 이는 한 사이클이 다른 사이클에 의해 어떻게 규제되는지 확인하는 것입니다. 2 생태계의 에너지 흐름 항상 재사용되어 순환에 들어갈 수 있는 생태계의 여러 블록을 지속적으로 순환하는 물질과 달리 에너지는 한 번만 사용할 수 있습니다. 생태계에는 선형적인 에너지 흐름이 있습니다. 보편적인 자연 현상인 에너지의 일방향 유입은 열역학 법칙의 결과로 발생합니다. 첫 번째 법칙에 따르면 에너지는 한 형태(예: 빛)에서 다른 형태(예: 음식의 위치 에너지)로 변환될 수 있지만 생성되거나 파괴될 수는 없습니다. 두 번째 법칙은 에너지의 일부를 잃지 않으면서 에너지 변환과 관련된 단일 프로세스가 있을 수 없다고 명시합니다. 그러한 변환에서 일정량의 에너지는 접근할 수 없는 열에너지로 소산되어 손실됩니다. 따라서 예를 들어 식품 물질이 유기체의 신체를 구성하는 물질로 100% 효율로 변환되는 일은 있을 수 없습니다. 따라서 살아있는 유기체는 에너지 변환기입니다. 그리고 에너지가 변환될 때마다 그 일부는 열의 형태로 손실됩니다. 궁극적으로 생태계의 생물 순환에 들어가는 모든 에너지는 열로 소산됩니다. 살아있는 유기체는 실제로 열을 에너지원으로 사용하여 일을 하는 것이 아니라 빛과 화학 에너지를 사용합니다. 먹이 사슬과 네트워크, 영양 수준. 생태계 내에서 에너지 함유 물질은 독립영양생물에 의해 생성되며 종속영양생물의 먹이로 사용됩니다. 음식 연결은 한 유기체에서 다른 유기체로 에너지를 전달하는 메커니즘입니다. 전형적인 예: 동물이 식물을 먹습니다. 그러면 이 동물은 다른 동물에게 먹힐 수 있습니다. 이러한 방식으로 에너지는 여러 유기체를 통해 전달될 수 있습니다. 이후의 각 유기체는 이전 유기체를 공급하여 원자재와 에너지를 공급합니다. 이러한 에너지 전달 순서를 먹이(영양) 사슬 또는 먹이 사슬이라고 합니다. 먹이 사슬의 각 연결 위치는 영양 수준입니다. 앞서 언급했듯이 첫 번째 영양 수준은 독립영양생물, 즉 소위 1차 생산자가 차지합니다. 두 번째 영양 수준의 유기체를 1차 소비자, 세 번째-2차 소비자 등이라고 합니다. 먹이사슬에는 일반적으로 세 가지 유형이 있는데, 육식동물의 먹이사슬은 식물에서 시작하여 작은 유기체에서 점점 더 큰 유기체로 이동합니다. 육지에서 먹이사슬은 3~4개의 고리로 구성됩니다. 가장 간단한 먹이 사슬 중 하나는 다음과 같습니다. 식물 -> 토끼 -> 늑대 생산자 -" 초식동물 -> -> 육식동물 다음과 같은 먹이 사슬도 널리 퍼져 있습니다. 식물 재료(예: 꿀) - "파리 -" -" 거미 -> 뒤쥐 -> 올빼미. 로즈부쉬 수액 -> 진딧물 -> -> 무당벌레 -> -> 거미 - "식충새 -> 맹금류. 수생 생태계, 특히 해양 생태계에서 포식자 먹이 사슬은 육상 생태계보다 더 긴 경향이 있습니다. 죽은 식물 잔해, 시체 및 동물 배설물로 시작하는 세 번째 유형의 먹이 사슬을 유해(부생) 먹이 사슬 또는 유해 분해 사슬이라고 합니다. 낙엽수림은 육상 생태계의 유해한 먹이사슬에서 중요한 역할을 하며, 낙엽수림의 대부분은 초식동물이 소비하지 않고 낙엽의 일부입니다. 잎은 곰팡이, 박테리아, 곤충(예: 콜렘볼라) 등과 같은 수많은 유해 물질에 의해 분쇄된 다음 지렁이에 의해 섭취됩니다. 지렁이는 부식질을 지구의 표면층에 균일하게 분포시켜 소위 궁리를 형성합니다. 이 수준에서 버섯은 균사체를 발달시킵니다. 사슬을 완성하는 분해 미생물은 죽은 유기물의 최종 광물화를 생성합니다. 일반적으로 우리 숲의 전형적인 유해 먹이 사슬은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 나뭇잎 쓰레기 -> 지렁이 -> 검은새 - 참새매; 죽은 동물 - "썩은 짐승의 애벌레 -" 풀개구리 -> 일반 풀뱀. 논의된 먹이 사슬 다이어그램에서 각 유기체는 한 유형의 다른 유기체를 먹이로 삼는 것으로 표시됩니다. 생태계의 실제 먹이 연결은 훨씬 더 복잡합니다. 왜냐하면 동물은 동일한 먹이 사슬이나 다른 먹이 사슬에 있는 다양한 유형의 유기체(예: 상위 영양 수준의 포식자)를 먹을 수 있기 때문입니다. 동물은 종종 식물과 다른 동물을 모두 먹습니다. 그들은 잡식성 동물이라고 불립니다. 생태계의 먹이 그물은 매우 복잡하며, 먹이 그물에 들어가는 에너지가 한 유기체에서 다른 유기체로 이동하는 데 오랜 시간이 걸린다는 결론을 내릴 수 있습니다. 생태 피라미드. 각 생태계 내에서 먹이그물은 잘 정의된 구조를 가지고 있으며, 이는 다양한 먹이 사슬의 각 수준에서 나타나는 유기체의 특성과 수를 특징으로 합니다. 생태계 내 유기체 간의 관계를 연구하고 이를 그래픽으로 묘사하기 위해 일반적으로 먹이사슬 다이어그램보다는 생태 피라미드를 사용합니다. 생태 피라미드는 생태계의 영양 구조를 기하학적 형태로 표현합니다. 동일한 너비의 직사각형 형태로 구성되지만 직사각형의 길이는 측정 대상의 값에 비례해야 합니다. 여기에서 숫자, 바이오매스, 에너지의 피라미드를 얻을 수 있습니다. 생태 피라미드는 영양 구조를 보여줄 때 모든 생물권의 기본 특성을 반영합니다. 숫자의 피라미드. 이는 생태계의 영양 구조 연구에 대한 가장 간단한 근사치를 나타냅니다. 바이오매스 피라미드. 각 영양 수준의 유기체 총량(바이오매스)을 고려하므로 생태계의 영양 관계를 보다 완벽하게 반영합니다. 에너지의 피라미드. 서로 다른 영양 수준에 있는 유기체 간의 연결을 표시하는 가장 근본적인 방법은 에너지 피라미드를 이용하는 것입니다. 이는 먹이사슬의 에너지 전환 효율과 생산성을 나타내며 단위 시간당 단위 표면적당 축적되고 각 영양 수준에서 유기체가 사용하는 에너지의 양(kcal)을 계산하여 구성됩니다. 식물이 받은 태양 에너지는 광합성 과정에서 부분적으로만 사용됩니다. 탄수화물에 고정된 에너지는 생태계의 총 생산량을 나타내며, 탄수화물은 원형질을 만들고 식물 성장에 사용됩니다. 에너지의 일부는 호흡에 소비됩니다. 2차 소비자(포식자)는 희생자의 전체 바이오매스를 파괴하지 않습니다. 더욱이, 그들이 파괴하는 양 중 일부만이 자신의 영양 수준에 맞는 바이오매스를 생성하는 데 사용됩니다. 나머지는 주로 호흡 에너지로 소비되며 배설물과 배설물과 함께 배설됩니다. 1942년에 R. Lindeman은 교과서에서 종종 "10%의 법칙"이라고 불리는 에너지 피라미드의 법칙을 처음으로 공식화했습니다. 이 법칙에 따르면 평균적으로 에너지의 10% 이하가 생태 피라미드의 한 영양 수준에서 다른 수준으로 이동합니다. 초기 에너지의 10~20%만이 후속 종속 영양 생물에게 전달됩니다. 에너지 피라미드의 법칙을 사용하면 3차 육식동물(영양 수준 V)에 도달하는 에너지의 양이 생산자가 흡수하는 에너지의 약 0.0001이라는 것을 쉽게 계산할 수 있습니다. 한 수준에서 다른 수준으로의 에너지 전달은 매우 낮은 효율로 발생합니다. 이는 특정 생물권에 관계없이 먹이 사슬의 제한된 수의 연결을 설명합니다. E. Odum(1959)은 극도로 단순화된 먹이 사슬인 알팔파 -> 송아지에서 "아이는 에너지 변화를 평가하고 손실 규모를 설명했습니다. 그는 다음 지역에 알팔파 작물이 있다고 추론했습니다. 4 헥타르. 송아지는 이 밭에서 먹으며(알팔파만 먹는다고 가정), 12세 소년은 송아지 고기만 먹습니다. 계산 결과는 숫자, 바이오매스, 에너지의 세 가지 피라미드 형태로 표시됩니다. 알팔파는 들판에 떨어지는 전체 태양 에너지의 0.24%만을 사용하며, 송아지는 이 제품의 8%를 흡수하고 송아지 바이오매스의 0.7%만이 연중 어린이의 발달을 보장합니다. 따라서 E. Odum은 입사된 태양 에너지의 100만분의 1만이 육식성 바이오매스로 전환되며, 이 경우 어린이의 체중 증가에 기여하고 나머지는 환경에서 저하된 형태로 손실되고 소멸된다는 것을 보여주었습니다. 위의 예는 생태계의 매우 낮은 생태학적 효율성과 먹이사슬의 낮은 변환 효율성을 명확하게 보여줍니다. 우리는 다음과 같이 말할 수 있습니다: 1000kcal(일 m 2) 생산자가 기록한 다음 10kcal(일 m 2)는 초식동물의 바이오매스에 들어가고 단지 1kcal(일 m 2) - 육식동물의 바이오매스로. 일정량의 물질은 각 생물권에서 반복적으로 사용될 수 있고, 에너지의 일부는 한 번 사용될 수 있으므로 생태계에서는 계단식 에너지 이동이 발생한다고 말하는 것이 더 적절합니다. 소비자는 생태계에서 관리 및 안정화 링크 역할을 합니다. 소비자는 인구밀도에서 다양성의 스펙트럼을 생성하여 지배자의 독점을 방지합니다. 소비자의 가치를 통제하는 규칙은 당연히 매우 근본적인 것으로 간주될 수 있습니다. 사이버네틱스 관점에 따르면 제어 시스템은 제어 시스템보다 구조가 더 복잡해야 하며, 그러면 도구 유형이 다양한 이유가 분명해집니다. 소비자의 통제적 중요성은 또한 활력적인 기반을 가지고 있습니다. 하나 또는 다른 영양 수준을 통한 에너지 흐름은 기본 영양 수준에서 음식의 가용성에 의해 절대적으로 결정될 수 없습니다. 알려진 바와 같이, 식품이 완전히 파괴되면 소비자가 사망할 수 있으므로 항상 충분한 "비축분"이 남아 있습니다. 이러한 일반적인 패턴은 인구 과정, 공동체, 생태 피라미드 수준 및 생물권 전체의 틀 내에서 관찰됩니다. 3 생태계의 무결성과 지속 가능성을 보장하는 동적 프로세스 지역사회의 주기적 변화는 외부 조건의 일일, 계절 및 장기 주기성과 유기체의 내인성 리듬의 발현을 반영합니다. 생태계의 일일 역학은 주로 자연 현상의 리듬과 연관되어 있으며 본질적으로 엄격하게 주기적입니다. 우리는 이미 각 생물권에는 하루 중 서로 다른 시간에 생명 활동이 일어나는 유기체 그룹이 있다는 것을 고려했습니다. 일부는 낮에 활동하고 다른 일부는 밤에 활동합니다. 따라서 개별 유기체가 특정 시간 동안 꺼짐에 따라 특정 생태계의 개별 유형의 생물권의 구성 및 비율에주기적인 변화가 발생합니다. 생물권의 일일 역학은 동물과 식물 모두에 의해 제공됩니다. 알려진 바와 같이 식물의 생리적 과정의 강도와 성격은 낮 동안 변합니다. 광합성은 밤에 일어나지 않으며 종종 식물의 꽃은 밤에만 열리고 야행성 동물에 의해 수분되고 다른 동물은 낮 동안 수분에 적응됩니다. 일반적으로 생물권의 일일 역학은 낮과 밤의 온도, 습도 및 기타 환경 요인의 차이가 클수록 더 뚜렷해집니다. 계절적 역학에서 생물권의 더 중요한 편차가 관찰됩니다. 이는 자연 현상의 계절적 순환에 의존하는 유기체의 생물학적 순환 때문입니다. 따라서 계절의 변화는 동물과 식물의 생활 활동(동물의 동면, 겨울잠, 휴면 및 이동, 개화기, 결실기, 활발한 성장, 잎이 떨어지는 기간 및 식물의 겨울 휴면기)에 중요한 영향을 미칩니다. 생물권의 계층 구조는 종종 계절적 변동에 영향을 받습니다. 식물의 개별 층은 연중 적절한 계절에 완전히 사라질 수 있습니다(예: 일년생 식물로 구성된 초본 층). 생물학적 계절의 지속 기간은 위도에 따라 다릅니다. 이와 관련하여 북극, 온대 및 열대 지역의 생물권의 계절적 역학은 다릅니다. 온대 기후 생태계와 북위도에서 가장 명확하게 표현됩니다. 모든 생물권의 삶에서 장기적인 변동성은 정상입니다. 따라서 Barabinsk 산림 대초원에 내리는 강수량은 해마다 급격히 변동하며, 건조한 해와 장기간의 풍부한 강수 기간이 번갈아 나타납니다. 이는 식물과 동물에 큰 영향을 미칩니다. 이 경우 생태학적 틈새의 개발이 발생합니다. 즉, 신흥 세트의 기능적 구분 또는 다양성이 거의 없는 추가입니다. 생물권 구성의 장기적인 변화는 대기의 일반 순환의주기적인 변화와 관련하여 반복되며 이는 결국 태양 활동의 증가 또는 감소로 인해 발생합니다. 일일 및 계절적 역학 과정에서 생물권의 완전성은 일반적으로 침해되지 않습니다. 생물권화는 질적, 양적 특성의 주기적인 변동만을 경험합니다. 생태계의 점진적인 변화는 궁극적으로 한 생물권이 다른 지배적 종으로 대체되는 결과를 가져옵니다. 그러한 변화의 이유는 예를 들어 수역 오염 증가, 매립으로 인한 늪지대 건조 증가, 방목 증가 등 한 방향으로 오랫동안 작용하는 생물권 외부 요인 일 수 있습니다. 한 생물권에서 다른 생물권으로의 이러한 변화를 외발생적이라고 합니다. 요인의 영향력이 증가하여 생물권 구조의 점진적인 단순화, 구성의 고갈 및 생산성 감소로 이어지는 경우 이러한 변화를 이탈 또는 이탈이라고합니다. 내생적 변화는 생물권 자체 내에서 발생하는 과정의 결과로 발생합니다. 하나의 생물권을 다른 생물권으로 연속적으로 교체하는 것을 생태학적 계승(라틴어 - 계승 - 순서, 변경)이라고 합니다. 계승은 생태계가 스스로 발전하는 과정이다. 계승은 주어진 생물권에서 생물학적 순환의 불완전성에 기초합니다. 살아있는 유기체는 중요한 활동의 결과로 주변 환경을 변화시키고 일부 물질을 제거하고 대사 산물로 포화시키는 것으로 알려져 있습니다. 개체군이 비교적 오랫동안 존재하면 환경을 불리한 방향으로 변화시키고 결과적으로 다른 종의 개체군으로 대체되며 결과적인 환경 변화는 생태학적으로 유익한 것으로 판명됩니다. 따라서 생물권화(biocenosis)에서는 지배적인 종의 변화가 발생합니다. 여기서는 생태학적 복제의 법칙(원리)이 명확히 드러난다. 생물권의 장기적인 존재는 일부 살아있는 유기체의 활동으로 인한 환경 변화가 반대 요구 사항을 가진 다른 유기체에 유리한 경우에만 가능합니다. 천이 과정에서 종들의 경쟁적 상호 작용을 기반으로 특정 비생물적 환경 조건에 해당하는 보다 안정적인 조합이 점차 형성됩니다. 한 공동체가 다른 공동체로 대체되는 계승의 예는 작은 호수가 너무 자라서 늪이 생기고 그 자리에 숲이 나타나는 것입니다. 첫째, 호수 가장자리를 따라 떠 다니는 카펫, 즉 사초, 이끼 및 기타 식물의 떠 다니는 카펫이 형성됩니다. 호수는 죽은 식물의 잔해인 이탄으로 끊임없이 채워져 있습니다. 늪이 형성되고 점차 숲이 무성해집니다. 연속적으로 점진적이고 자연스럽게 서로 교체되는 일련의 공동체를 계승 계열이라고 합니다. 자연의 천이는 규모가 매우 다양합니다. 그들은 플랑크톤 공동체인 문화가 있는 은행에서 관찰할 수 있습니다 - 다양한 유형의 부유 조류와 그 소비자 - 로티퍼, 웅덩이와 연못의 편모, 늪, 초원, 숲, 버려진 경작지, 풍화 암석 등 계층 구조가 있습니다. 생태계 조직에서 그것은 또한 연속 과정에서도 나타납니다. 생물권의 더 큰 변화는 더 작은 것들로 구성됩니다. 물질의 순환이 규제되는 안정적인 생태계에서는 지역적 천이적 변화도 지속적으로 발생하여 공동체의 복잡한 내부 구조를 지탱합니다. 연속적인 변화의 유형. 연속적 변화에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 1 - 독립 영양 및 종속 영양 개체군의 참여; 2 - 종속영양생물만 참여합니다. 두 번째 유형의 계승은 유기 화합물의 예비 공급 또는 지속적인 공급이 생성되는 조건에서만 발생합니다. 이로 인해 공동체가 존재합니다: 분뇨 더미 또는 분해되는 식물 물질, 유기 물질로 오염된 저장소 등. 승계 과정. F. Clements(1916)에 따르면 승계 과정은 다음 단계로 구성됩니다. 식물의 변화에 따른 천이는 일차적일 수도 있고 이차적일 수도 있습니다. 1차 천이는 이전에 사람이 살지 않았던 지역의 식민지화를 시작으로 생태계가 발전하고 변화하는 과정입니다. 전형적인 예는 맨바위가 지속적으로 오염되면서 결국 숲이 형성되는 것입니다. 따라서 우랄 산맥의 암석에서 발생하는 주요 연속에서는 다음 단계가 구별됩니다. 2차 천이는 특정 지역에 한때 존재했던 생태계를 복원하는 것입니다. 이는 화산 폭발, 화재, 벌목, 쟁기질 등의 결과로 확립된 생물권에서 유기체의 확립된 관계가 중단될 때 시작됩니다. 이전 생물권의 복원으로 이어지는 이동을 지구 식물학에서는 중개라고 합니다. 한 가지 예는 화산에 의해 자생 동식물이 완전히 파괴된 후 크라카토아 섬의 종 다양성의 역학입니다. 또 다른 예는 파괴적인 산불 이후 시베리아의 어두운 침엽수림(전나무-삼나무 타이가)이 2차로 천이되는 것입니다. 불이끼가 더 많이 탄 지역에서는 바람에 날린 포자로부터 선구자 이끼가 나타납니다. 화재 발생 후 3~5년이 지나면 가장 풍부한 "불이끼"는 Funaria hygrometrica, Geratodon purpureus 등입니다. 고등 식물 중에서는 파이어(Chamaenerion angustifolium)가 매우 빠르게 발생합니다. 불에 탄 지역을 식민지화합니다 ), 이미 2-3개월 후에 불 속에서 꽃이 피고 갈대풀(Calamagrostis epigeios) 및 기타 종도 피어납니다. 추가 천이 단계가 관찰됩니다. 갈대 목초지는 관목으로 바뀌고, 자작나무 또는 사시나무 숲, 소나무 잎 혼합 숲, 소나무 숲, 소나무 삼나무 숲이 이어지며, 마지막으로 250년 후에 삼나무 전나무 숲이 복원됩니다. . 일반적으로 2차 천이는 1차 천이보다 빠르고 쉽게 발생합니다. 왜냐하면 교란된 서식지에서는 토양 프로필, 종자, 원기 및 이전 인구의 일부와 이전 연결이 보존되기 때문입니다. 변경은 기본 승계의 모든 단계를 반복하지 않습니다. 클라이맥스 생태계. 천이는 생태계의 모든 종들이 번식하는 동안 상대적으로 일정한 수를 유지하고 그 구성에 더 이상 변화가 일어나지 않는 단계로 끝납니다. 이 평형상태를 극상(climax)이라 하고, 생태계를 극상(climax)이라 한다. 다양한 비생물적 조건 하에서 다양한 극상 생태계가 형성됩니다. 덥고 습한 기후에서는 열대 우림이 되고, 건조하고 더운 기후에서는 사막이 됩니다. 지구의 주요 생물 군계는 해당 지역의 정점 생태계입니다. 계승 과정에서 생태계의 변화. 생산성과 바이오매스. 이미 언급했듯이 천이는 자연스럽고 지시적인 과정이며 하나 또는 다른 단계에서 발생하는 변화는 모든 공동체의 특징이며 종 구성이나 지리적 위치에 의존하지 않습니다. 연속적인 변화에는 네 가지 주요 유형이 있습니다. 또한 승계 단계의 변경은 특정 규칙에 따라 발생한다는 점에 유의해야 합니다. 각 단계는 다음 단계의 출현을 위한 환경을 준비합니다. 개발 단계 통과 순서의 법칙이 여기에서 작동합니다. 자연 시스템의 개발 단계는 일반적으로 상대적으로 단순한 것에서 복잡한 것까지, 일반적으로 손실 없이 진화적으로 고정된(역사적으로, 환경적으로 결정된) 순서로만 따를 수 있습니다. 중간 단계이지만 매우 빠르게 진행되거나 진화론적으로 고정된 부재가 있을 수 있습니다. 생태계가 폐경기 상태에 가까워지면 모든 평형 시스템과 마찬가지로 모든 개발 프로세스가 느려집니다. 이러한 상황은 연속적 감속의 법칙에 반영됩니다. 안정된 상태에 있는 성숙한 평형 생태계에서 발생하는 프로세스는 일반적으로 느려지는 경향이 있습니다. 이 경우 회복적 계승 유형은 세속적 과정으로 변경됩니다. 자기 발달은 폐경기 또는 결절 발달의 한계 내에서 발생합니다. 연속 감속의 경험적 법칙은 G. Odum 및 R. Pinkerton의 규칙 또는 성숙한 시스템을 유지하기 위한 최대 에너지 규칙의 결과입니다. 연속은 에너지 흐름의 근본적인 변화 방향으로 진행됩니다. 시스템 유지를 목표로 하는 수량입니다. G. Odum과 R. Pinkerton의 규칙은 A. Lotka가 공식화한 생물학적 시스템의 최대 에너지 규칙을 기반으로 합니다. 이 질문은 나중에 R. Margalef, Y. Odum에 의해 잘 개발되었으며 "최대값 제로" 원리, 즉 성숙한 생태계의 성장 최소화에 대한 증거로 알려져 있습니다. 연속적으로 발전하는 생태계는 생물학적 생산성이 가장 낮습니다. Lindeman(1942)은 에너지 변환이 가장 효율적으로 일어나는 클라이막스 군집까지 천이가 생산성 증가를 동반한다는 것을 실험적으로 증명했습니다. 참나무 숲과 참나무 재림의 연속에 대한 연구 데이터에 따르면 후기 단계에서 생산성이 실제로 증가하는 것으로 나타났습니다. 그러나 클라이막스 커뮤니티로 전환하는 동안 일반적으로 전반적인 생산성이 감소합니다. 따라서, 오래된 숲의 생산성은 어린 숲보다 낮고, 결과적으로 그보다 먼저 존재하는 종이 풍부한 초본층보다 생산성이 낮을 수 있습니다. 일부 수생 시스템에서는 유사한 생산성 감소가 관찰되었습니다. 여기에는 몇 가지 이유가 있습니다. 그 중 하나는 성장하는 산림 바이오매스에 영양분이 축적되면 순환이 감소할 수 있다는 것입니다. 전체 생산성의 감소는 단순히 지역 사회의 평균 연령이 높아짐에 따라 개인의 활력이 감소한 결과일 수 있습니다. 천이가 진행됨에 따라 이용 가능한 영양분의 비율이 증가하여 군집의 바이오매스에 축적되고 그에 따라 생태계의 비생물적 구성 요소(토양 또는 물)의 함량이 감소합니다. 생성되는 이물질의 양도 증가합니다. 주요 1차 소비자는 초식동물이 아니라 유해생물이다. 상응하는 변화는 영양 네트워크에서도 발생합니다. 이물질은 영양분의 주요 공급원이 됩니다. 연속되는 동안 물질의 생지화학적 순환의 폐쇄성은 증가합니다. 식생 피복 복원이 시작된 순간부터 약 10년이 지나면 순환 개방도가 100%에서 10%로 감소하고 그 다음에는 더욱 감소하여 극상 단계에서 최소에 도달합니다. 천이하는 동안 물질의 생지화학적 순환의 폐쇄성을 증가시키는 규칙은 일반적으로 식생과 자연 생태계의 인위적 변형에 의해 위반된다고 확신을 가지고 말할 수 있습니다. 의심할 바 없이 이는 생물권과 그 구분에 일련의 긴 변칙을 초래합니다. 폐경기 동안 종 다양성이 감소한다고 해서 생태학적 중요성이 낮다는 의미는 아닙니다. 종의 다양성은 계승과 방향을 형성하고 실제 공간이 생명으로 가득 차도록 보장합니다. 단지를 구성하는 종의 수가 부족하면 연속적인 계열을 형성할 수 없으며, 점차적으로 극상 생태계가 파괴되면서 지구는 완전한 사막화가 일어날 것입니다. 다양성의 가치는 정적으로나 동적으로 기능적입니다. 종의 다양성이 천이 과정의 정상적인 자연 과정의 기초가 되는 생물권을 형성하기에 충분하지 않고 환경 자체가 급격히 교란되는 경우 천이는 절정 단계에 도달하지 못하지만, 노드 커뮤니티(paraclimax), 장기 또는 단기 파생 커뮤니티로 끝납니다. 특정 공간의 환경 교란이 깊어질수록 초기 단계의 계승이 종료됩니다. 하나 또는 한 종의 종의 파괴(인위적인 서식지 소멸, 덜 빈번한 멸종)의 결과로 손실될 때 폐경의 달성은 자연 환경의 완전한 복원이 아닙니다. 사실, 이것은 새로운 생태계입니다. 왜냐하면 새로운 연결이 생겨났고, 많은 오래된 연결이 사라졌으며, 종의 다른 "마모"가 발생했기 때문입니다. 사라진 종은 복원될 수 없기 때문에 생태계는 원래의 상태로 돌아갈 수 없습니다. 예를 들어 지속적인 냉각이나 새로운 종의 도입으로 비생물적 또는 생물적 요인이 변할 때, 새로운 조건에 제대로 적응하지 못한 종은 세 가지 경로 중 하나에 직면하게 됩니다. 진화-생태학적 비가역성의 법칙은 생태학적 구성요소의 불균형으로 인해 일부 요소를 잃거나 다른 요소로 대체된 생태계가 변화 중에 진화(소진화)하는 경우 연속 중에 원래 상태로 돌아갈 수 없다고 명시합니다. ) 생태학적 요소에 변화가 발생했습니다(보존되거나 일시적으로 손실됨). 일부 종이 계승의 중간 단계에서 손실되는 경우 이러한 손실은 기능적으로 보상될 수 있지만 완전히 보상될 수는 없습니다. 다양성이 임계 수준 이상으로 감소하면 계승 과정이 왜곡되고, 사실상 과거와 동일한 클라이맥스를 이룰 수 없게 된다. 복원된 생태계의 특성을 평가하려면 진화-생태학적 비가역성의 법칙이 중요합니다. 요소가 손실됨에 따라 이는 실제로 새로 형성된 패턴과 연결을 갖춘 완전히 새로운 생태학적 자연 구조물입니다. 따라서 재순응 과정에서 생태계에서 탈락한 종의 과거 이전이 기계적 복귀를 의미하는 것은 아닙니다. 이것은 실제로 새로운 생태계에 새로운 종을 도입하는 것입니다. 진화-생태학적 비가역성의 법칙은 생물계 수준뿐만 아니라 생물군의 다른 모든 계층적 수준에서도 진화의 방향을 강조합니다. 4 생태계의 온전성과 지속가능성을 보장하는 지구생태계로서의 생물권 생물권은 지구 생태계이다. 앞서 언급한 바와 같이 생물권은 지구생물권, 수생물권, 공기생물권으로 구분됩니다(그림 2.4). 지구생물권은 주요 환경 형성 요인에 따라 구분됩니다: 지구생물권 내, 해양생물권(해양생물권) 및 수생물권 내 수생물권 내 테라생물권 및 암석생물권. 이러한 구조물을 하위구체라고 합니다. 형성의 주요 환경 형성 요인은 생활 환경의 물리적 단계입니다. 즉, 호기 생물권의 공기-물, 수생물권의 물-담수 및 바닷물, 테라생물권의 고체 공기 및 암석 생물권의 고체 물입니다. 차례로 그들은 모두 층으로 나뉩니다. 공기 생물권-대류 생물권과 알토 생물권; 수생물권(hydrobiosphere) - 광구, 반광구, 광구로. 여기서 구조 형성 요소는 물리적 환경, 에너지(빛과 열), 생명의 형성과 진화를 위한 특수 조건 외에 생물군이 육지, 깊이, 위 공간으로 침투하는 진화 방향입니다. 바다의 심연인 지구는 의심할 여지없이 다릅니다. 아포바이오스피어(Apobiosphere), 파라바이오스피어(Parabiosphere) 및 기타 하위 및 초생물권 층과 함께 이들은 거대생물권 경계 내에서 소위 "생명의 층 케이크"와 그 존재의 지권(생태권)을 구성합니다. 체계적인 의미에서 나열된 구성은 사실상 보편적이거나 하위 행성 차원의 큰 기능적 부분입니다. 과학자들은 생물권에는 7가지 주요 물질-에너지 생태학적 구성 요소와 8번째 정보 구성 요소의 상호 연결 내에서 적어도 8-9 수준의 상대적으로 독립적인 물질 순환이 있다고 믿습니다. 물질의 전 지구적, 지역적, 지역적 순환은 폐쇄되지 않으며 생태계 계층 구조 내에서 부분적으로 "교차"됩니다. 이러한 물질-에너지 및 부분적으로 정보를 제공하는 "결합"은 생물권 전체에 이르기까지 생태학적 슈퍼시스템의 무결성을 보장합니다. 생태계의 무결성과 지속 가능성. 생물권은 외부 요인이 아니라 내부 패턴에 의해 더 많이 형성됩니다. 생물권의 가장 중요한 속성은 V. I. Vernadsky의 원자의 생물학적 이동 법칙에 반영된 생물과 무생물의 상호 작용입니다. 원자의 생물학적 이동 법칙은 인류가 지구 전체와 그 지역 모두에서 생지화학적 과정을 의식적으로 제어할 수 있게 해줍니다. 알려진 바와 같이 생물권 내 생물체의 양은 눈에 띄는 변화를 겪지 않습니다. 이 패턴은 V.I에 의해 생명체 양의 불변성의 법칙 형태로 공식화되었습니다. Vernadsky: 특정 지질학적 기간 동안 생물권에 존재하는 생명체의 양은 일정합니다. 실제로 이 법칙은 지구 생태계, 즉 생물권에 대한 내부 동적 평형 법칙의 정량적 결과입니다. 원자의 생물학적 이동 법칙에 따라 생명체는 태양과 지구 사이의 에너지 중개자이므로 그 양이 일정하거나 에너지 특성이 변해야 합니다. 생명체의 물리적, 화학적 통일의 법칙(지구의 모든 생명체는 물리적, 화학적으로 통합되어 있으며 후자의 특성에 큰 변화가 없습니다. 따라서 지구의 생명체에는 양적 안정성이 불가피합니다. 이는 다음과 같은 특징을 갖습니다. 종의 수. 태양 에너지의 축적자인 생명체는 외부(우주) 영향과 내부 변화에 동시에 반응해야 합니다. 생물권의 한 장소에서 생물체 양의 감소 또는 증가는 방출된 영양분이 나머지 생물체에 의해 흡수될 수 있거나 그 결핍이 관찰될 수 있기 때문에 다른 곳에서는 정반대의 과정으로 이어져야 합니다. 여기서 우리는 인위적 변화의 경우 인간이 자연을 직접 교란하는 것보다 훨씬 낮은 과정의 속도를 고려해야 합니다. 생명체의 물리적, 화학적 단일성의 법칙에 반영되는 생명체 양의 불변성 및 불변성 외에도 살아있는 자연에서는 변화한다는 사실에도 불구하고 정보 및 신체 구조가 지속적으로 보존됩니다. 어느 정도 진화 과정에 따라. 이 속성은 Yu. Goldsmith(1981)에 의해 기록되었으며 생물권 구조 보존 법칙(정보 및 체세포) 또는 생태역학의 제1법칙이라고 불렸습니다. 생물권의 구조를 보존하기 위해 생물은 성숙 상태 또는 생태적 균형을 달성하기 위해 노력합니다. Yu. Goldsmith의 생태 역학 제 2 법칙 인 폐경기 욕구의 법칙은 생물권 및 기타 수준의 생태계에 적용되지만 구체적인 내용은 있습니다. 생물권은 하위 구분보다 더 폐쇄적 인 시스템입니다. 생물권의 생명체의 통일성과 하위 시스템 구조의 상동성은 서로 다른 지질 시대와 그 위에서 발생한 원래 지리적 기원의 생명체 요소가 진화적으로 복잡하게 얽혀 있다는 사실로 이어집니다. 생물권의 모든 생태학적 수준에서 서로 다른 시공간적 기원의 요소들의 얽힘은 생명체의 이종 발생의 규칙 또는 원리를 반영합니다. 이러한 추가는 혼란스럽지 않지만 생태학적 보완성, 생태학적 적합성(합치) 및 기타 법률의 원칙을 따릅니다. Yu. Goldsmith의 생태역학 틀 내에서 이것은 세 번째 법칙, 즉 생태 질서의 원리 또는 생태학적 상호주의로, 전체가 부분에 미치는 영향, 차별화된 부분이 부분에 미치는 역 영향으로 인한 글로벌 속성을 나타냅니다. 전체의 발전 등을 통해 전체적으로 생물권의 보전 안정성을 가져옵니다. 생태 질서 또는 체계적 상호주의의 틀 내에서의 상호 지원은 공간 채우기의 질서와 시공간적 확실성의 법칙에 의해 확인됩니다. 하위 시스템 간의 상호 작용으로 인해 자연 시스템 내에서 공간을 채우는 것은 다음과 같이 명령됩니다. 시스템 내부의 부품 간 모순을 최소화하면서 시스템의 항상성 특성을 실현할 수 있는 방식입니다. 이 법칙에 따르면 자연에 이질적인 인간 창조물을 포함하여 자연에 "불필요한" 사고가 장기적으로 존재하는 것은 불가능합니다. 생물권의 상호 시스템 질서의 규칙에는 시스템 보완성의 원칙도 포함됩니다. 이는 개발 과정에서 하나의 자연 시스템의 하위 시스템이 동일한 시스템에 포함된 다른 하위 시스템의 성공적인 개발 및 자체 조절을 위한 전제 조건을 제공한다는 것을 나타냅니다. Yu.Goldsmith의 생태역학 제4법칙에는 생명체의 자제와 자기 조절의 법칙이 포함됩니다. 생명체의 통제 영향을 받는 생명체 시스템과 시스템은 자신의 활동 과정에서 자제와 자기 조절이 가능합니다. 환경 변화에 대한 적응. 생물권에서 자기 통제와 자기 조절은 일반적인 상호 작용의 계단식 및 연쇄 과정, 즉 자연 선택(이 개념의 가장 넓은 의미에서)의 존재를 위한 투쟁, 시스템 및 하위 시스템의 적응, 광범위한 공진화 중에 발생합니다. , 등. 더욱이, 이러한 모든 과정은 자연의 "관점에서" 긍정적인 결과, 즉 생물권 생태계와 생태계 전체의 보존 및 개발로 이어집니다. 구조적 성격과 진화적 성격의 일반화 사이의 연결 고리는 지구 서식지의 자동 유지 관리 규칙입니다. 생명체는 자기 조절 및 비생물적 요인과의 상호 작용 과정에서 발달에 적합한 생활 환경을 자동 동적으로 유지합니다. 이 과정은 우주 및 글로벌 생태계 규모의 변화에 의해 제한되며 지구의 모든 생태계와 생물 시스템에서 발생하며, 글로벌 규모에 도달하는 일련의 자기 규제입니다. 지구 서식지의 자동 유지 관리 규칙은 V.I의 생지화학적 원리를 따릅니다. 종 서식지, 상대적인 내부 일관성을 보존하기 위한 규칙인 Vernadsky는 생물권에서 보존적 메커니즘의 존재에 대한 상수 역할을 하며 동시에 시스템 동적 보완성의 규칙을 확인합니다. 생물권에 대한 우주 영향은 우주 영향의 굴절 법칙에 의해 입증됩니다. 생물권, 특히 그 세분에 영향을 미치는 우주 요인은 지구의 생태계에 의해 변경될 수 있으므로 강도와 시간 측면에서 변경됩니다. , 발현이 약화되거나 이동되거나 심지어 효과가 완전히 사라질 수도 있습니다. 여기서 일반화하는 것은 태양 활동과 기타 우주적 요인이 지구 생태계와 그곳에 서식하는 유기체에 동시에 나타나는 효과의 흐름이 종종 존재한다는 사실 때문에 중요합니다. 지구와 생물권의 많은 과정은 우주의 영향을 받기는 하지만 태양 활동 주기는 1850, 600, 400, 178, 169, 88, 83, 33, 22, 16의 간격으로 가정됩니다. , 11, 5(11,1), 6.5, 4.3년 동안 생물권 자체와 그 구분이 모든 경우에 반드시 동일한 주기로 반응할 필요는 없습니다. 생물권 시스템의 우주적 영향은 완전히 또는 부분적으로 차단될 수 있습니다. 결론 생태계는 유기체와 무생물 환경, 즉 서로의 특성과 지구상에 존재하는 형태로 생명을 유지하는 데 필요한 조건에 상호 영향을 미치는 구성 요소를 포함하기 때문에 생태학의 기본 기능 단위입니다. 특정 물리화학적 환경(비오톱)과 살아있는 유기체 공동체(생물권)의 결합이 생태계를 형성합니다. 미세 생태계, 중간 생태계, 지구 생태계, 즉 생물권이 있습니다. 생태계는 무질서하게 흩어져 있지 않고 오히려 수평(위도)과 수직(높이) 모두 상당히 규칙적인 구역으로 그룹화되어 있습니다. 생태계의 주요 에너지원은 태양이다. 지구 표면에 떨어지는 태양 복사량은 연간 154만 EJ입니다. 행성 표면에 도달하는 대부분의 태양 에너지는 직접 열로 변환되어 물이나 토양을 데우고, 이는 다시 공기를 데웁니다. 생태계는 오염이 없고 거의 영원한 태양 에너지로 인해 존재하며, 그 양은 상대적으로 일정하고 풍부합니다. 지구상의 태양 에너지는 큰 물질, 즉 지질학적 물질과 작은 생물학적 물질(생물학적)이라는 두 가지 물질 순환을 유발합니다. 두 사이클은 서로 연결되어 있으며 단일 프로세스를 나타냅니다. 생지화학적 순환 또는 생지화학적 순환의 존재는 시스템의 자기 조절(항상성) 기회를 창출하여 생태계 안정성을 제공합니다. 즉, 다양한 요소의 함량 비율이 놀라울 정도로 일정합니다. 물질의 순환은 꽤 많습니다. 이동된 질량과 에너지 소비 측면에서 지구상에서 가장 중요한 순환은 행성의 수문학 순환 또는 물 순환입니다. 생물학적(생물학적) 순환은 토양, 식물, 동물 및 미생물 사이의 물질 순환을 의미합니다. 모든 생지화학적 순환 중에서 탄소 순환은 의심할 여지 없이 가장 강렬합니다. 지질 시대에 생성된 대부분의 산소는 대기에 남아 있지 않았지만 탄산염, 황산염, 산화철 등의 형태로 암석권에 고정되었습니다. 이 질량은 생물권에서 순환하는 39x1014톤의 산소에 비해 590x1014톤입니다. 대륙 및 해양수에 용해된 가스 또는 황산염의 형태로 존재합니다. 질소는 단백질과 핵산의 일부이기 때문에 필수적인 생물학적 요소입니다. 질소 순환은 기체상과 광물상을 모두 포함하고 동시에 가장 이상적인 순환을 포함하기 때문에 가장 복잡한 순환 중 하나입니다. 생물권의 인 순환은 식물과 동물의 대사 과정과 관련이 있습니다. 육상 식물과 조류 0.01-0.1%, 동물 0.1%에서 수 퍼센트에 포함된 원형질의 이 중요하고 필수 요소는 순환하여 점차적으로 유기 화합물에서 인산염으로 변하여 식물에서 다시 사용할 수 있습니다. 황화수소 H2S 및 이산화황 SO2와 같은 수많은 기체 황 화합물이 있습니다. 유기체의 중요한 활동과 생태계 내 물질 순환, 즉 생태계의 존재를 유지하는 것은 모든 유기체의 필수 기능과 자기 재생산에 필요한 에너지의 지속적인 흐름에 달려 있습니다. 항상 재사용되어 순환에 들어갈 수 있는 생태계의 여러 블록을 통해 지속적으로 순환하는 물질과 달리, 에너지는 한 번만 사용할 수 있습니다. 즉, 생태계를 통해 에너지의 선형 흐름이 있습니다. 생태계 내에서 에너지 함유 물질은 독립영양생물에 의해 생성되며 종속영양생물의 먹이로 사용됩니다. 음식 연결은 한 유기체에서 다른 유기체로 에너지를 전달하는 메커니즘입니다. 각 생태계 내에서 먹이그물은 잘 정의된 구조를 가지고 있으며, 이는 다양한 먹이 사슬의 각 수준에서 나타나는 유기체의 특성과 수를 특징으로 합니다. 생태계의 형성은 역동적인 과정입니다. 생태계에서는 구성원의 상태와 필수 활동, 인구 비율에서 변화가 끊임없이 발생합니다. 모든 지역사회에서 발생하는 다양한 변화는 순환적 변화와 진보적이라는 두 가지 주요 유형으로 분류됩니다. 천이는 자연스럽고 지시적인 과정이며, 하나 또는 다른 단계에서 발생하는 변화는 모든 공동체의 특징이며 종 구성이나 지리적 위치에 의존하지 않습니다. 지구 생태계는 생물권입니다. 앞서 언급한 바와 같이 생물권은 지구생물권, 수생물권, 공기생물권으로 구분됩니다. 생물권은 외부 요인이 아니라 내부 패턴에 의해 더 많이 형성됩니다. 생물권의 가장 중요한 특성은 생물과 무생물의 상호 작용이며, 이는 V.I.에 의한 원자의 생물학적 이동 법칙에 반영됩니다. Vernadsky. 지구상에 존재하는 생태계는 다양합니다. 미시생태계(예: 썩어가는 나무 줄기), 중생태계(숲, 연못 등), 거시생태계(대륙, 해양 등) 및 지구 생물권이 있습니다. 대규모 육상 생태계를 생물군계라고 합니다. 각 생물 군계에는 더 작고 상호 연결된 생태계가 많이 있습니다. 생태계에는 여러 가지 분류가 있습니다. 상록 열대 우림; 사막: 풀이 무성하고 관목이 무성함. 열대 초원과 사바나; 온대 대초원; 온대 낙엽수림: 북방 침엽수림. 툰드라: 북극과 고산지대. 담수 생태계의 종류: 리본(정수): 호수, 연못 등; lotic(흐르는 물): 강, 시내 등; 습지: 늪과 늪지대 숲; 해양 생태계의 유형: 외양(원양); 대륙붕 수역(해안 수역); 용승 지역(생산적인 어장이 있는 비옥한 지역); 하구(해안 만, 해협, 강 하구, 염습지 등). 모든 생태계에는 유기체와 무생물 환경의 요인이라는 두 가지 주요 구성 요소가 있습니다. 유기체(식물, 동물, 미생물)의 총체를 생태계의 생물상이라고 합니다. 다양한 유기체 범주 간의 상호 작용 방식은 생물학적 구조입니다. 지구상의 태양 에너지는 물질의 두 가지 순환을 유발합니다. 물 순환과 대기 순환에서 가장 명확하게 나타나는 큰 또는 지질학적인 물질과 큰 물질을 기반으로 발전하고 연속적인, 주기적이지만 시간과 공간이 고르지 않으며 다양한 조직 수준의 생태계 내에서 물질, 에너지 및 정보의 자연적 재분배에 다소 심각한 손실이 수반됩니다. 두 사이클은 서로 연결되어 있으며 단일 프로세스를 나타냅니다. 비생물적 요인과 생태계의 살아있는 유기체의 상호 작용은 교대로 유기 및 광물 화합물의 형태로 비오톱과 생물권 사이의 물질의 지속적인 순환을 동반합니다. 생태계 내에서 다양한 단계가 발생하는 살아있는 유기체와 무기 환경 사이의 화학 원소 교환을 생지화학적 순환 또는 생지화학적 순환이라고 합니다. 이러한 순환의 존재는 시스템의 자체 조절(항상성) 기회를 생성하여 생태계 안정성을 제공합니다. 즉, 다양한 요소의 비율이 놀라울 정도로 일정합니다. 생태계 기능의 원리가 여기에 적용됩니다. 자원 획득과 폐기물 처리는 모든 요소의 순환 틀 내에서 발생합니다. 사용된 문헌 목록 1.비곤 M.I. 생태학, 개인, 인구 및 지역 사회. 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'물질의 흐름'과 '에너지의 흐름'이라는 용어를 명확하게 정의해야 합니다. 물질의 흐름은 화학 원소와 그 화합물의 형태로 생산자에서 분해자로(소비자를 통하거나 포함하지 않고) 이동하는 것입니다. 에너지 흐름은 한 영양 수준에서 다른 영양 수준(더 높은 수준)으로 먹이 사슬을 따라 유기 화합물(음식)의 화학적 결합 형태로 에너지를 전달하는 것입니다.
생태계의 여러 블록을 지속적으로 순환하고 항상 순환에 다시 들어갈 수 있는 물질과 달리, 들어오는 에너지는 한 번만 사용할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
보편적인 자연 현상으로서 에너지의 일방향 흐름은 열역학 법칙에 의해 결정됩니다. 제1법칙에 따르면 에너지는 한 형태(빛의 에너지)에서 다른 형태(음식의 위치 에너지)로 이동할 수 있지만 다시 생성되지도 않고 흔적도 없이 사라지지 않습니다.
열역학 제2법칙은 에너지의 일부를 잃지 않고서는 에너지 변환과 관련된 단일 과정이 있을 수 없다고 말합니다. 이러한 이유로, 예를 들어 음식을 유기체의 신체를 구성하는 물질로 100% 효율로 변환할 수 없습니다.
따라서 모든 생태계의 기능은 모든 유기체가 존재와 자기 번식을 유지하는 데 필요한 지속적인 에너지 흐름에 의해 결정됩니다.
생태계에도 경쟁 관계가 있습니다. 이러한 측면에서 에너지 극대화의 법칙(G. Odum - E. Odum)은 큰 관심을 끌고 있습니다. 다른 생태계와의 경쟁에서 에너지 공급에 가장 잘 기여하고 가장 효율적인 방법으로 최대량을 사용하는 생태계가 살아남습니다. (보존). 법에 따르면 이 목적을 위해 시스템은 1) 고품질 에너지(예: 지방 매장량)의 축적기(저장소)를 생성합니다. 2) 새로운 에너지 공급을 보장하기 위해 일정량의 축적된 에너지를 소비합니다. 3) 다양한 물질의 순환을 보장합니다. 4) 시스템의 안정성과 변화하는 조건에 적응하는 능력을 지원하는 규제 메커니즘을 만듭니다. 5) 특별한 유형의 에너지에 대한 요구를 충족하는 데 필요한 다른 시스템과의 교환을 설정합니다.
중요한 상황을 강조할 필요가 있습니다. 에너지 최대화 법칙은 정보와 관련하여도 유효하므로 (N. F. Reimers에 따르면) 에너지 및 정보 최대화의 법칙으로 간주될 수도 있습니다. 에너지와 정보의 수령, 생산 및 효과적인 사용.
물질의 최대 공급은 아직 다른 유사한 시스템의 경쟁 그룹에서 시스템의 성공을 보장하지 않는다는 점에 유의하십시오.
생물권의 유기체들 사이에 강력한 먹이 관계, 즉 먹이 사슬이 발생하고 확립된다는 것이 이전에 언급되었습니다. 후자는 생산자, 소비자, 분해자의 세 가지 주요 링크로 구성됩니다.
광합성 유기체로 시작되는 먹이 사슬을 방목(또는 방목) 사슬이라고 하며, 죽은 식물 물질, 시체, 동물 배설물로 시작하는 사슬을 유해 사슬이라고 합니다.
먹이 사슬의 각 연결 위치를 영양 수준이라고 합니다. 그것은 물질과 에너지 흐름의 강도가 다른 것이 특징입니다. 첫 번째 영양 수준은 항상 생산자입니다. 두 번째 - 초식 소비자; 세 번째 - 초식성 형태로 살아가는 육식 동물; 네 번째 수준 - 다른 육식동물을 섭취하는 등
먹이 사슬에서 서로 다른 수준을 차지하는 1차, 2차, 3차, 4차 소비자가 있습니다(그림 9).
쌀. 9.
여기에는 소비자의 식품 전문화가 중요한 역할을 한다는 것은 분명합니다. 다양한 영양을 지닌 종은 다양한 영양 수준의 먹이사슬에 포함될 수 있습니다. 예를 들어, 사람의 식단에는 식물성 식품과 초식동물 및 육식동물의 고기가 모두 포함됩니다. 따라서 I, II 또는 III 주문의 소비자로서 다양한 먹이 사슬에서 작동합니다.
한 레벨에서 다른 레벨로 에너지를 전달할 때 에너지가 손실되므로 파워 체인은 길 수 없습니다. 일반적으로 4~6개의 링크로 구성됩니다(표 1).
1. 먹이사슬의 전형적인 도표(V. M. Ivonin, 1996에 따름)
그러나 순수한 형태의 이러한 사슬은 일반적으로 자연에서 발견되지 않습니다. 왜냐하면 동일한 종이 동시에 다른 링크에 존재할 수 있기 때문입니다. 이는 자연에는 모노파지가 거의 없으며 올리고파지와 폴리파지가 훨씬 더 흔하기 때문입니다. 예를 들어, 다양한 초식동물과 육식동물을 잡아먹는 포식자는 여러 사슬로 연결되어 있습니다. 결과적으로, 각 생물권화에서 먹이 사슬의 복합체가 진화적으로 형성되어 단일 전체를 나타냅니다. 이것이 매우 복잡한 전력 네트워크가 생성되는 방식입니다.
따라서 우리는 먹이 사슬이 공동체(식물 - 생산자, 동물 - 소비자 및 미생물 - 분해자 간)에서 에너지 전달의 주요 채널이라고 결론을 내릴 수 있습니다(그림 10). 이미 다이어그램에서 먹이 사슬과 영양 수준은 오히려 추상화입니다. 명확하게 구분된 수준이 있는 선형 사슬은 실험실에서 생성될 수 있습니다. 그러나 자연에는 실제로 많은 개체군이 동시에 여러 영양 수준에 속하는 영양 네트워크가 있습니다. 동일한 유기체가 소비합니다. 동물과 식물 모두를 먹으며, 포식자는 1차 및 2차 소비자를 먹을 수 있으며, 많은 동물은 살아 있는 식물과 죽은 식물을 모두 먹습니다.
영양 관계의 복잡성으로 인해 한 종의 손실은 종종 공동체에 거의 영향을 미치지 않습니다. 다른 "사용자"는 멸종된 종의 먹이를 섭취하기 시작합니다.
쌀. 10.
그것을 먹는 종은 새로운 식량원을 찾습니다. 일반적으로 공동체에서는 균형이 유지됩니다.
생산자가 흡수한 에너지는 먹이사슬을 거쳐 점차적으로 소비됩니다. 먹이사슬의 끝에서는 에너지의 양이 항상 처음보다 적습니다. 광합성 동안 식물은 평균적으로 자신에게 도달하는 태양 에너지의 약 1%만을 결합합니다. 식물을 먹은 동물은 음식의 일부를 소화하지 못하고 배설물의 형태로 배설합니다. 일반적으로 식물성 식품의 20~60%가 소화됩니다. 흡수된 에너지는 동물의 생명을 유지하는 데 사용됩니다. 세포와 기관의 기능은 열 방출을 동반합니다. 즉, 음식 에너지의 상당 부분이 곧 환경에서 소실됩니다. 상대적으로 적은 양의 음식이 새로운 조직을 만들고 지방을 비축하는 데 사용됩니다. 다음으로, 초식동물을 잡아먹고 세 번째 영양 수준을 나타내는 포식자는 식물이 축적한 에너지 중에서 먹이(두 번째 수준)의 몸에 바이오매스 증가의 형태로 유지되는 에너지만을 받습니다.
먹이 사슬에서 물질과 에너지가 전달되는 각 단계에서 에너지의 약 90%가 손실되고 그 중 약 10분의 1만이 다음 소비자에게 전달되는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 음식 연결에서 에너지가 전달됩니다. 의 유기체는 "10% 법칙"(Lindemann의 원리)을 따릅니다. 예를 들어, 3차 육식동물(5번째 영양 수준)에 도달하는 에너지의 양은 생산자가 흡수하는 에너지의 약 10-4에 불과합니다. 이것은 생물권의 종 구성의 복잡성에 관계없이 먹이 사슬의 제한된 수(5...6)의 링크(수준)를 설명합니다.
쌀. 열하나.
생태계의 에너지 흐름을 고려하면 영양 수준이 높아짐에 따라 바이오매스가 감소하는 이유도 쉽게 이해할 수 있습니다. 여기서 생태계 기능의 세 번째 기본 원칙이 나타납니다. 인구의 바이오매스가 클수록 그것이 차지하는 영양 수준은 낮아져야 합니다. 그렇지 않으면 긴 먹이 사슬이 끝나면 큰 바이오매스가 있을 수 없습니다.
위에 나열된 생태계 기능의 세 가지 기본 원리(영양분 순환, 태양 에너지 흐름, 영양 수준 증가에 따른 바이오매스 감소)는 일반 다이어그램의 형태로 표시될 수 있습니다(그림 11). 영양 관계에 따라 유기체를 배열하고 각각의 에너지와 영양분의 "입력"과 "출력"을 표시하면 영양분이 생태계 내에서 지속적으로 재활용되고 에너지의 흐름이 생태계를 통과한다는 것이 분명해집니다.
유기체의 중요한 활동과 생태계 내 물질 순환, 즉 생태계의 존재를 유지하는 것은 모든 유기체의 필수 기능과 자기 재생산에 필요한 에너지의 지속적인 흐름에 달려 있습니다.
항상 재사용되어 순환에 들어갈 수 있는 생태계의 여러 블록을 통해 지속적으로 순환하는 물질과 달리, 에너지는 한 번만 사용할 수 있습니다. 즉, 생태계를 통해 에너지의 선형 흐름이 있습니다.
보편적인 자연 현상인 에너지의 일방향 유입은 열역학 법칙의 결과로 발생합니다. 제1법칙에너지는 한 형태(예: 빛)에서 다른 형태(예: 음식의 위치 에너지)로 변환될 수 있지만 생성되거나 파괴될 수는 없다고 말합니다. 제2법칙에너지의 일부를 잃지 않고서는 에너지 변환과 관련된 단일 과정이 있을 수 없다고 말합니다. 그러한 변환에서 일정량의 에너지는 접근할 수 없는 열에너지로 소산되어 손실됩니다. 따라서 예를 들어 식품 물질이 유기체의 신체를 구성하는 물질로 100% 효율로 변환되는 일은 있을 수 없습니다.
따라서 살아있는 유기체는 에너지 변환기입니다. 그리고 에너지가 변환될 때마다 그 일부는 열의 형태로 손실됩니다. 궁극적으로 생태계의 생물 순환에 들어가는 모든 에너지는 열로 소산됩니다. 살아있는 유기체는 실제로 열을 에너지원으로 사용하여 일을 하는 것이 아니라 빛과 화학 에너지를 사용합니다.
생태 피라미드.각 생태계 내에서 먹이그물은 잘 정의된 구조를 가지고 있으며, 이는 다양한 먹이 사슬의 각 수준에서 나타나는 유기체의 특성과 수를 특징으로 합니다. 생태계 내 유기체 간의 관계를 연구하고 이를 그래픽으로 묘사하기 위해 일반적으로 먹이사슬 다이어그램보다는 생태 피라미드를 사용합니다. 생태 피라미드는 생태계의 영양 구조를 기하학적 형태로 표현합니다. 동일한 너비의 직사각형 형태로 구성되지만 직사각형의 길이는 측정 대상의 값에 비례해야 합니다. 여기에서 얻을 수 있습니다 숫자, 바이오매스, 에너지의 피라미드.
생태 피라미드는 영양 구조를 보여줄 때 모든 생물권의 기본 특성을 반영합니다.
그들의 높이는 문제의 먹이 사슬의 길이, 즉 영양 단계의 수에 비례합니다.
그 모양은 한 수준에서 다른 수준으로 전환하는 동안 에너지 변환의 효율성을 어느 정도 반영합니다.
숫자의 피라미드.이는 생태계의 영양 구조 연구에 대한 가장 간단한 근사치를 나타냅니다. 이 경우, 주어진 영토의 유기체 수를 먼저 계산하고 영양 수준에 따라 그룹화하고 직사각형 형태로 표시되며, 길이(또는 면적)는 주어진 지역에 사는 유기체 수에 비례합니다( 또는 수생 생태계인 경우 주어진 양으로). 어떤 환경이든 동물보다 식물이 많고, 육식동물보다 초식동물이 많고, 새보다 곤충이 많다는 등의 기본 규칙이 확립되었습니다.
인구 피라미드는 각 영양 수준에서 유기체의 밀도를 반영합니다. 다양한 인구 피라미드의 구성에는 매우 다양한 종류가 있습니다. 종종 그들은 거꾸로되어 있습니다.
예를 들어, 숲에는 곤충(초식동물)보다 나무(1차 생산자)가 훨씬 적습니다.
바이오매스 피라미드.유기체의 전체 질량을 고려하므로 생태계의 먹이 관계를 더욱 완전하게 반영합니다. (바이오매스)각 트로피 레벨. 바이오매스 피라미드의 직사각형은 단위 면적 또는 부피당 각 영양 수준의 유기체 질량을 나타냅니다. 바이오매스 피라미드의 모양은 인구 피라미드의 모양과 유사한 경우가 많습니다. 각각의 연속적인 영양 수준에서 바이오매스가 감소하는 것이 특징적입니다.
숫자뿐만 아니라 바이오매스의 피라미드는 직선일 뿐만 아니라 반전될 수도 있습니다. 바이오매스의 역피라미드는 식물플랑크톤 조류와 같은 1차 생산자가 매우 빠르게 분열하고 소비자인 동물플랑크톤 갑각류가 훨씬 크지만 번식 주기가 긴 수생 생태계의 특징입니다. 특히 이는 대사율이 증가된 미생물에 의해 1차 생산성이 제공되는 담수 환경에 적용됩니다. 즉, 바이오매스는 낮고 생산성은 높습니다.
에너지의 피라미드.서로 다른 영양 수준에 있는 유기체 간의 연결을 표시하는 가장 근본적인 방법은 에너지 피라미드를 이용하는 것입니다. 이는 먹이사슬의 에너지 전환 효율과 생산성을 나타내며 단위 시간당 단위 표면적당 축적되고 각 영양 수준에서 유기체가 사용하는 에너지의 양(kcal)을 계산하여 구성됩니다. 따라서 바이오매스에 저장된 에너지의 양을 결정하는 것은 상대적으로 쉽지만, 각 영양 수준에서 흡수된 에너지의 총량을 추정하는 것은 더 어렵습니다. 그래프(그림 12.28)를 구성한 후, 우리는 바이오매스 피라미드에서 그 중요성이 작아 보이는 소멸자와 인구 피라미드에서 그 반대의 경우를 말할 수 있습니다. 생태계를 통과하는 에너지의 상당 부분을 받습니다. 더욱이, 이 모든 에너지 중 일부만 생태계의 각 영양 수준에 있는 유기체에 남아 바이오매스에 저장되고, 나머지는 생명체의 대사 요구(존재 유지, 성장, 번식)를 충족시키는 데 사용됩니다. 동물은 또한 근육 활동을 위해 상당한 양의 에너지를 소비합니다.
R. Lindeman은 1942년에 처음으로 공식화되었습니다. 에너지 피라미드 법칙,교과서에서는 흔히 '10%의 법칙'이라고 부른다. 이 법칙에 따르면, 한 사람으로부터 생태 피라미드의 영양 수준평균적으로 에너지의 10% 이하가 다른 수준으로 전달됩니다.
소비자는 생태계에서 관리 및 안정화 링크 역할을 합니다. 소비자는 인구밀도에서 다양성의 스펙트럼을 생성하여 지배자의 독점을 방지합니다. 소비자의 통제 가치 규칙당연히 매우 근본적인 것으로 간주될 수 있습니다. 사이버네틱스 관점에 따르면 제어 시스템은 제어 시스템보다 구조가 더 복잡해야 하며, 그러면 소비자 유형이 다양한 이유가 분명해집니다. 소비자의 통제적 중요성은 또한 활력적인 기반을 가지고 있습니다. 하나 또는 다른 영양 수준을 통한 에너지 흐름은 기본 영양 수준에서 음식의 가용성에 의해 절대적으로 결정될 수 없습니다. 알려진 바와 같이, 식품이 완전히 파괴되면 소비자가 사망할 수 있으므로 항상 충분한 "비축분"이 남아 있습니다. 이러한 일반적인 패턴은 인구 과정, 공동체, 생태 피라미드 수준 및 생물권 전체의 틀 내에서 관찰됩니다.
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자연의 물질과 에너지의 순환
물질의 순환은 자연에서 물질의 변형과 운동이 반복되는 과정으로, 다소 순환적입니다. 지구상의 모든 물질은 순환 과정에 있습니다. 자연에는 두 가지 주요 순환이 있습니다. 큰(지질학적) 작은(생지화학적) 순환
물질의 대순환 대주기는 수백만 년 동안 지속되며 태양 에너지와 지구의 심부 에너지의 상호 작용으로 인해 발생합니다. 지질 과정, 암석의 형성과 파괴, 그리고 그에 따른 파괴 생성물의 이동과 관련됩니다.
물질의 작은 순환 작은 순환(생지화학적)은 생물권 내에서 생물권화(biocenosis) 수준에서 발생합니다. 그 본질은 광합성 과정에서 무기 화합물로부터 생명체를 형성하고 분해 중에 유기물을 무기 화합물로 다시 변환하는 것입니다. 생지화학적 순환 – Vernadsky V.I.
물 순환 Tr 유출 inf 수분 증발 증기 응축 강수 유출 증발 침투
증산은 식물을 통해 물이 이동하고 잎, 줄기, 꽃과 같은 식물의 외부 기관을 통해 증발하는 과정입니다. 물은 식물의 생명에 필수적이지만 뿌리를 통해 공급되는 물 중 극히 일부만이 성장과 신진대사에 직접 사용됩니다.
물의 순환
물 순환 대부분의 물은 바다에 집중되어 있습니다. 표면에서 증발하는 물은 자연 및 인공 육지 생태계에 공급됩니다. 지역이 바다에 가까울수록 강수량이 더 많습니다. 땅은 지속적으로 물을 바다로 되돌려줍니다. 수분의 일부는 숲에서 가장 활발하게 증발하고 일부는 강에서 수집됩니다. 비를 받아 물을 녹입니다. 바다와 육지 사이의 수분 교환에는 매우 높은 에너지 비용이 필요합니다. 지구에 도달하는 태양 에너지의 약 30%가 여기에 소비됩니다.
물 순환에 대한 인간의 영향 문명이 발전하기 전 생물권의 물 순환은 평형 상태였습니다. 바다는 증발을 통해 소비한 만큼의 물을 강으로부터 받았습니다. 문명이 발달하면서 이 순환이 깨지기 시작했습니다. 특히, 숲은 점점 더 적은 양의 물을 증발시킵니다. 왜냐하면... 그들의 면적은 감소하고 있으며 반대로 토양 표면은 증가하고 있습니다. 관개 농경지의 면적이 증가하고 있습니다. 땅. 남부 지역의 강은 얕아졌습니다. 바다 표면에서 물이 더 심하게 증발합니다. 왜냐하면... 그것의 상당 부분은 기름막으로 덮여 있습니다. 이 모든 것이 생물권으로의 물 공급을 악화시킵니다.
가뭄이 더욱 빈번해지고 환경재난이 발생하고 있습니다. 예를 들어, 아프리카의 사헬 지역(사하라와 대륙 북부 국가를 분리하는 반사막 지역)에서 치명적인 가뭄이 35년 이상 지속되었습니다. 바다와 육지에서 다른 수역으로 되돌아가는 담수는 종종 오염됩니다. 러시아의 많은 강의 물은 사실상 마시기에 부적합해졌습니다. 살아있는 유기체가 이용할 수 있는 담수의 비율은 아주 작으므로 아껴서 사용해야 하며 오염되지 않아야 합니다! 지구상의 네 번째 사람 모두 깨끗한 식수가 부족합니다. 세계의 많은 지역에는 산업 생산과 관개를 위한 물이 충분하지 않습니다.
수권의 다양한 구성 요소는 다양한 방식과 속도로 물 순환에 참여합니다. 빙하의 물이 완전히 재생되는 데는 8000년, 지하수는 5000년, 바다는 3000년, 토양은 1년이 걸립니다. 대기 증기와 강물은 10~12일 안에 완전히 새로워집니다. 자연의 물 순환은 약 100만년이 걸립니다.
산소 순환 산소는 생물권에서 가장 흔한 요소의 일부입니다. 대기 중 산소 함량은 거의 21%입니다. 산소는 물 분자와 살아있는 유기체(단백질, 지방, 탄수화물, 핵산)의 일부입니다. 산소는 생산자(녹색 식물)에 의해 생산됩니다. 오존은 산소 순환에서 중요한 역할을 합니다. 오존층은 해발 20~30km 고도에 위치한다. 대기 중 산소 함량은 2가지 주요 과정, 즉 1) 광합성 2) 유기물의 분해에 의해 영향을 받으며, 이 과정에서 유기물이 소모됩니다.
산소주기는 느린 과정입니다. 대기 중의 모든 산소가 완전히 재생되는 데는 약 2000년이 걸립니다. 비교를 위해: 대기 중 이산화탄소의 완전한 재생은 약 3년 안에 발생합니다. 산소는 대부분의 살아있는 유기체의 호흡에 사용됩니다. 산소는 내연 기관, 화력 발전소의 용광로, 항공기 및 로켓 엔진 등에서 연료를 연소할 때 사용됩니다. 추가적인 인위적 소비는 산소 순환의 균형을 깨뜨릴 수 있습니다. 지금까지 생물권은 인간의 개입을 보상하고 있습니다. 손실은 녹색 식물에 의해 보상됩니다. 산림 면적이 더욱 줄어들고 점점 더 많은 연료가 연소됨에 따라 대기 중 산소 함량은 감소하기 시작할 것입니다.
그건 중요해!!! 공기 중의 산소량이 16%로 떨어지면 건강이 나빠지고(특히 심장이 아프다), 7%로 떨어지면 의식을 잃으며, 3%로 떨어지면 사망에 이른다.
탄소 순환
탄소 순환 탄소는 유기 화합물의 기초이며 단백질, 지방, 탄수화물 형태의 모든 살아있는 유기체의 일부입니다. 탄소는 이산화탄소의 형태로 대기에 유입됩니다. 대부분의 이산화탄소가 집중된 대기에서는 교환이 지속적으로 발생합니다. 식물은 광합성 중에 이산화탄소를 흡수하고 모든 유기체는 호흡 중에 이산화탄소를 방출합니다. CO 2 형태의 탄소 중 최대 50%는 분해자(토양 미생물)에 의해 대기로 반환됩니다. 탄소는 탄산칼슘으로 순환을 떠납니다.
탄소 순환에 대한 인간의 영향 기술적인 인간 활동은 탄소 순환의 자연적인 균형을 방해합니다. 1) 유기 연료가 연소되는 동안 매년 약 60억 톤의 CO 2 가 대기로 배출됩니다. a) 화력 발전소에서 전기 생산 b ) 자동차 배기가스 2) 숲 파괴. 지난 100년 동안 대기 중 이산화탄소 농도는 꾸준하고 빠르게 증가해 왔습니다. 이산화탄소 + 메탄 + 수증기 + 오존 + 질소산화물 = 온실가스. 그 결과는 온실 효과, 즉 지구 온난화로 인해 대규모 자연 재해로 이어질 수 있습니다.
질소 순환 자유 형태에서 질소는 공기의 구성 요소로 78%입니다. 질소는 유기체의 생명에 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 질소는 모든 단백질의 일부입니다. 질소 분자는 매우 강하기 때문에 대부분의 유기체는 대기 중 질소를 흡수할 수 없습니다. 질소는 수소와 산소가 결합된 화합물의 형태로만 살아있는 유기체에 흡수됩니다. 질소가 화합물로 고정되는 것은 화산 활동과 뇌우 활동의 결과로 발생하지만 대부분은 질소 고정제(질소 고정 박테리아 및 남조류)와 같은 미생물 활동의 결과입니다.
질소는 유기물(단백질)의 합성에 사용되는 질산염의 형태로 식물의 뿌리에 들어갑니다. 동물은 식물이나 동물성 식품을 통해 질소를 섭취합니다. 질소는 죽은 유기 물질의 분해를 통해 대기로 반환됩니다. 토양 박테리아는 단백질을 무기 물질(가스), 암모니아, 질소 산화물로 분해하여 대기로 유입됩니다. 수역에 유입된 질소도 식물-동물-미생물 먹이사슬을 통과하여 대기로 되돌아갑니다.
질소 순환에 대한 인간의 영향 기술적인 인간 활동은 질소 순환의 자연적인 균형을 방해합니다. 땅을 갈 때 미생물-질소 고정제의 활동이 거의 5 배 감소하므로 토양의 질소 함량이 감소하여 토양 비옥도가 감소합니다. 따라서 사람들은 광물질 비료에 포함된 과도한 질산염을 토양에 유입합니다. 가스, 석유, 석탄의 연소 및 처리 과정에서 다량의 질소산화물이 대기로 유입되어 산성비의 형태로 내립니다. 질소비료 생산을 줄이고, 산업적으로 질소산화물을 대기로 배출하는 것을 줄임으로써 자연적인 질소 순환을 복원하는 것이 가능합니다.
인 순환
닫혀 있는 물, 탄소, 질소, 산소 순환과 달리 인 순환은 열려 있습니다. 인은 대기 중으로 방출되는 휘발성 화합물을 형성하지 않습니다. 인은 암석에 함유되어 있으며, 암석이 자연적으로 파괴되거나 인 비료가 밭에 적용될 때 생태계로 유입됩니다. 식물은 무기 인 화합물을 흡수하고, 이 식물을 먹는 동물은 조직에 인을 축적합니다. 동식물의 시체가 분해된 후 모든 인이 이 순환에 관여하는 것은 아닙니다. 그 중 일부는 토양에서 수역(강, 호수, 바다)으로 씻겨 나가 바닥에 침전됩니다. 인은 인간이 잡은 물고기와 함께 소량으로 육지로 돌아옵니다.
인 순환에 대한 인간의 영향 인간의 영향으로 육지에서 바다로의 인 이동이 눈에 띄게 증가했습니다. 숲이 파괴되고 토양이 갈아지면 지표수의 유량이 증가하고, 또한 밭에서 강이나 호수에 시비되는 인비료가 유입됩니다. 육지의 인 매장량은 제한되어 있고 바다로부터의 인 회수가 어렵기 때문에 장래에는 농업에서 인이 부족하여 수확량(주로 곡물)이 감소할 수 있습니다.
