Круговорот веществ и поток энергии в природе
презентация к уроку по биологии (10 класс)

Слайд 1

Слайд 2

Круговорот веществ - это повторяющиеся процессы превращения и перемещения вещества в природе, имеющие более или менее цикличный характер. Все вещества на нашей планете находятся в процессе круговорота. В природе имеется два основных круговорота Большой (геологический) Малый (биогеохимический)

Слайд 3

Большой круговорот веществ Большой круговорот длится миллионы лет, обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли. Связан с геологическими процессами, образованием и разрушением горных пород и последующим перемещением продуктов разрушения.

Слайд 5

Малый круговорот веществ Малый круговорот (биогеохимический) совершается в пределах биосферы, на уровне биоценоза. Сущность его – в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения. Биогеохимические циклы – Вернадский В.И.

Слайд 9

Круговорот воды Тр сток инф Испарение воды Конденсация паров Выпадение осадков сток Транспирация инфильтрация

Слайд 10

Транспирация — процесс движения воды через растение и её испарение через наружные органы растения, такие как листья, стебли и цветы. Вода необходима для жизнедеятельности растения, но только небольшая часть воды, поступающей через корни используется непосредственно для нужд роста и метаболизма.

Слайд 11

Круговорот воды

Слайд 12

Круговорот воды Основная часть воды сосредоточена в океанах. Вода, испаряясь с их поверхности, снабжает естественные и искусственные экосистемы суши. Чем ближе район к океану, тем больше там выпадает осадков. Суша постоянно возвращает воду океану: часть влаги испаряется, активнее всего в лесах, часть собирают реки : в них поступают дождевые и талые воды. Обмен влагой между океаном и сушей требует очень больших энергетических затрат: на это расходуется примерно 30% поступающей на Землю солнечной энергии.

Слайд 13

Влияние человека на круговорот воды Круговорот воды в биосфере до развития цивилизации был равновесным, т.е. океан получал от рек столько воды, сколько расходовал ее при испарении. С развитием цивилизации этот круговорот стал нарушаться. В частности, леса испаряют все меньше воды, т.к. их площадь сокращается, а поверхность почвы, наоборот все больше, т.к. увеличивается площадь орошаемых сельхоз. угодий. Обмелели реки южных районов. Вода хуже испаряется с поверхности океана, т.к. значительная её часть покрыта пленкой нефти. Все это ухудшает водоснабжение биосферы.

Слайд 14

Более частыми становятся засухи, возникают очаги экологических бедствий. Например, более 35 лет длится катастрофическая засуха в Африке, в зоне Сахеля – полупустынной области, отделяющей Сахару от северных стран континента. Пресная вода, которая возвращается в океан и другие водоемы с суши, часто загрязнена. Практически непригодной для питья стала вода многих рек России. Доля пресной воды, доступной живым организмам, довольно мала, поэтому её нужно расходовать экономно и не загрязнять! Каждый четвертый житель планеты испытывает недостаток в чистой питьевой воде. Во многих районах мира не хватает воды для промышленного производства и орошения.

Слайд 15

Разные составляющие гидросферы участвуют в круговороте воды по-разному и с разной скоростью. Для полного обновления воды в составе ледников необходимо 8000 лет, подземных вод – 5000 лет, океана – 3000 лет, почвы – 1 год. Пары атмосферы и речные воды полностью обновляются за 10 – 12 суток. Круговорот воды в природе занимает около 1 млн. лет.

Слайд 16

Круговорот кислорода Кислород входит в состав самых распространенных элементов в биосфере. Содержание кислорода в атмосфере почти 21%. Кислород входит в состав молекул воды, в состав живых организмов (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты). Кислород производится продуцентами (зелеными растениями). Важное место в круговороте кислорода занимает озон. Озоновый слой находится на высоте 20-30 км над уровнем моря. На содержание кислорода в атмосфере влияют 2 основных процесса: 1) фотосинтез 2) разложение органического вещества, при котором он расходуется.

Слайд 18

Круговорот кислорода – замедленный процесс. Для полного обновления всего кислорода в атмосфере требуется около 2000 лет. Для сравнения: полное обновление углекислого газа в атмосфере происходит примерно за 3 года. Кислород расходуется для дыхания большинства живых организмов. Кислород используется при сжигании горючего в ДВС, в топках ТЭС, в двигателях самолетов и ракет и т.д. Дополнительное антропогенное расходование может нарушить равновесие круговорота кислорода. Пока биосфера компенсирует вмешательство человека: потери восполняются зелеными растениями. При дальнейшем уменьшении площади лесов и сжигании всё большего количества топлива содержание кислорода в атмосфере начнет сокращаться.

Слайд 19

ЭТО ВАЖНО!!! При снижении содержания кислорода в воздухе до 16% у человека ухудшается самочувствие (в особенности страдает сердце), до 7% - человек теряет сознание, до 3% - наступает смерть.

Слайд 20

Круговорот углерода

Слайд 21

Круговорот углерода Углерод – основа органических соединений, он входит в состав всех живых организмов в виде белков, жиров, углеводов. В атмосферу углерод поступает в виде углекислого газа. В атмосфере , где сконцентрирована основная масса углекислого газа, постоянно происходит обмен: растения поглощают углекислый газ при фотосинтезе, а все организмы выделяют его при дыхании. До 50% углерода в виде СО 2 возвращают в атмосферу редуценты – микроорганизмы почвы. Углерод выходит из круговорота в виде карбоната кальция.

Слайд 22

Влияние человека на круговорот углерода Техногенная деятельность человека нарушает естественный баланс круговорота углерода: 1)при сгорании органического топлива ежегодно в атмосферу выбрасывается около 6 млрд. т СО 2 : а) Производство электроэнергии на ТЭЦ б) Выхлопные газы автомобилей 2)уничтожение лесов. В течение последних 100 лет содержание углекислого газа в атмосфере неуклонно и быстро растет. Углекислый газ + метан + пары воды + озон + оксиды азота = парниковый газ. В результате – парниковый эффект – глобальное потепление, которое может привести к масштабным стихийным бедствиям.

Слайд 25

Круговорот азота В свободной форме азот является составной частью воздуха – 78 % . Азот- один из самых важных элементов для жизнедеятельности организмов. Азот входит в состав всех белков. Молекула азота очень прочная, по этой причине большинство организмов не способно усваивать атмосферный азот. Живыми организмами азот усваивается только в форме соединений с водородом и кислородом. Фиксация азота в химические соединения происходит в результате вулканической и грозовой деятельности, но большей частью – в результате деятельности микроорганизмов – фиксаторов азота (азотфиксирующие бактерии и сине-зеленые водоросли).

Слайд 26

Азот поступает к корням растений в форме нитратов, которые используются для синтеза органики (белков). Животные потребляют азот с растительной или животной пищей. Возврат азота в атмосферу происходит в результате разрушения отмершего органического материала. Бактерии почвы разлагают белки до неорганических веществ – газов - аммиак, оксиды азота, которые поступают в атмосферу. Попавший в водоемы азот также проходит по пищевым цепям «растение – животное – микроорганизмы» и возвращается в атмосферу.

Слайд 27

Воздействие человека на круговорот азота Техногенная деятельность человека нарушает естественный баланс круговорота азота. При распашке земель почти в 5 раз снижается активность микроорганизмов – фиксаторов азота, поэтому снижается содержание азота в почве, что приводит к снижению плодородия почвы. Поэтому человек вносит в почву избыток нитратов, входящих в минеральные удобрения. Большое количество оксидов азота поступает в атмосферу при сжигании и переработке газа, нефти, угля и выпадает в виде кислотных дождей. Восстановление естественного круговорота азота возможно за счет уменьшения производства азотных удобрений, сокращения промышленных выбросов оксидов азота в атмосферу и прочее.

Слайд 29

Круговорот фосфора

Слайд 30

В отличие от круговоротов воды, углерода, азота и кислорода, которые являются закрытыми, круговорот фосфора – открытый, т.к. фосфор не образует летучих соединений, поступающих в атмосферу. Фосфор содержится в горных породах, откуда попадает в экосистемы при естественном разрушении пород или при внесении на поля фосфорных удобрений. Растения поглощают неорганические соединения фосфора , а животные питающиеся этими растениями, накапливают фосфор в своих тканях. После разложения мертвых тел животных и растений не весь фосфор вовлекается в круговорот. Часть его вымывается из почвы в водоемы (реки, озера, моря) и оседает на дно. На сушу фосфор возвращается в небольшом количестве с выловленной человеком рыбой.

Слайд 31

Воздействие человека на круговорот фосфора Перенос фосфора с суши в океан заметно усилился под влиянием человека. При уничтожении лесов, распашке почв возрастает объем поверхностного стока воды, а кроме того в реки, озера с полей поступают внесенные фосфорные удобрения. Поскольку запасы фосфора на суше ограничены, а его возврат из океана затруднен, в будущем в земледелии возможен недостаток фосфора, что вызовет снижение урожаев (в первую очередь зерновых культур).

Слайд 32

Круговорот серы