3. Чем отличаются потоки энергии и потоки веществ в биосфере?
Основным энергетическим элементом для биосферы является поток солнечного излучения. Энергия падающего на поверхность Земли солнечного излучения диссипирует через создание воздушных потоков в атмосфере, испарение воды и химических процессов, идущих в неживой материи.
Одновременно в биосфере проходит специфический процесс, который состоит в том, что энергия солнечного излучения может аккумулироваться, иногда на очень длительный период. Это происходит при образовании органического вещества в ходе фотосинтеза. Запасенная энергия затем используется на поддержание множества других биохимических реакций.
Поток энергии от Солнца проходит сложный путь, трансформируясь в элементах биосферы, прежде чем выйти вновь в неживую среду в форме теплового излучения и отложений органического углерода в слое Земли. Беспрерывный поток энергии, накапливаемый в зеленых растениях, растекается по сложной сети пищевых связей, постепенно растрачиваясь в процессе обмена веществ и дыхания на каждом трофическом (пищевом) уровне.
Поток энергии от Солнца непрерывен. Это линейный незамкнутый процесс, являющийся необходимым элементом для совершения замкнутого процесса - биотического круговорота веществ в биосфере.
Биотический круговорот как замкнутый цикл возник в процессе эволюции планеты в течение нескольких миллиардов лет (3,5-5 млрд).
Биотический круговорот – это круговая циркуляция веществ между почвой, растениями, животными и микроорганизмами. Его суть сводится к следующему: растения, потребляя из почвы минеральные вещества, а из воздуха – углекислый газ, в процессе фотосинтеза производят кислород и органические вещества. Их называют продуцентами. В этом процессе они аккумулируют энергию в органическом веществе. Животные, потребляя кислород и поедая растения, выделяют углекислый газ и накапливают энергию в своей биомассе. Они называются консументами. Бактерии, грибы, простейшие и пр., перерабатывая мертвых животных и засохшие растения, вновь превращают их в исходное состояние – минеральные и простые органические соединения, тем самым замыкая цикл круговорота вещества и обеспечивая подготовку следующего цикла. Они называются редуцентами, или деструкторами.