Was ist der Stoffzyklus? Der Zyklus der Substanzen im Ökosystem Schema des Zyklus von Stoffen in der Natur

Von Beginn der Existenz unseres Planeten aus werden ständig verschiedene Prozesse der Energieübertragung zwischen lebenden Organismen und der Umwelt stattfinden. Es wird verwandelt, geht in andere Formen, bindet und zerstreut sich wieder. Dasselbe gilt für jede Substanz, die die Lebensgrundlage bildet. Jeder von ihnen führt viele Fälle, erfährt mehrere Änderungen und kehrt schließlich zurück.

Diese Prozesse geben eine Vorstellung davon, was ein Zyklus von Substanzen in der Natur ist. Sie erlauben es Ihnen, die Bewegung von nicht nur Verbindungen, sondern auch einzelne Elemente zu verfolgen. Wir werden versuchen, dieses Thema genauer zu verstehen.

Allgemeines Konzept der Zirkulation von Stoffen

Was ist der Stoffzyklus? Dies sind zyklische Übergänge von einer Form zur anderen, begleitet von teilweisem Verlust oder Dispersion, aber mit einem permanenten, stabilen Charakter. Das heißt, jede Substanz oder jedes Element macht eine Reihe von Übergängen auf die Schritte, beim Ändern und Ändern, aber am Ende kommt es immer noch in die ursprüngliche Form zurück.

Natürlich kann es im Laufe der Zeit zu Teilverlusten in der Menge der betreffenden Verbindung oder des Elements kommen. Allerdings ist das allgemeine System konstant und seit vielen Jahrtausenden erhalten geblieben.

Was ist der Zyklus von Substanzen, können Sie ein Beispiel betrachten. Die einfachste von ihnen ist die Umwandlung von organischen Substanzen. Zunächst bestehen sie aus allen mehrzelligen Lebewesen. Nach Beendigung ihres Lebenszyklus werden ihre Körper durch spezielle Organismen zersetzt, und organische Verbindungen werden in anorganische umgewandelt. Nachdem diese Verbindungen von anderen Wesen aufgenommen wurden und in ihren Körpern wieder in organischer Form wiederhergestellt werden. Dann wiederholt sich der Prozess und setzt sich zyklisch fort.

Das Schema des Zyklus von Substanzen in der Natur macht deutlich, dass nichts aus dem Nichts entsteht und nicht überall verschwindet. Alles hat seinen Anfang, sein Ende und Übergangsformen. Das sind die Grundregeln des Lebens. Sie unterliegen der Energie. Betrachten Sie Beispiele von Transformationen, die in Ökosystemen, Lebewesen auftreten. Und auch wir werden verstehen, was ein Stoffzyklus auf einem bestimmten Element basiert.

Lebende Materie in der Natur

Die wichtigste Substanz der Biosphäre ist das Leben. Was ist das? Dies ist jeder Vertreter der Tierwelt. Zusammen bilden sie Biomasse. Es ändert sich natürlich, ist ein Teilnehmer aller Prozesse, die in der Umwelt stattfinden.

Der Zyklus der lebenden Materie kann durch ein Beispiel der folgenden Art veranschaulicht werden.

1. Die ersten Kreaturen, die die Energie des Sonnenlichts direkt erfassen und in die Energie der chemischen Bindungen umwandeln, sind Pflanzen, blau-grüne Bakterien. Dies ist auf das Chlorophyllpigment im Prozess der Photosynthese zurückzuführen. Das Ergebnis ist die Synthese von organischer Substanz aus anorganischen Komponenten. So entstand die erste Verbindung unter der lebendigen Materie der Biosphäre.
2. Dann gibt es Tiere, die in der Lage sind, direkt Pflanzen zu essen. Und auch Allesfresser, auf die auch die Person zutrifft. Sie verbrauchen die erste Verbindung und verwandeln die organische Substanz in sich selbst in eine andere Form – die anorganische.
3. Pflanzenfressende Kreaturen werden von Fleischfressern gegessen. So werden Substanzen auf andere Organismen übertragen.
4. Als nächstes kommen die Organismen, die in der Lage sind, auf fleischfressende Formen zu fressen. Höhere Raubtiere. Sie sind die letzte Verbindung in der Zirkulation der organischen Substanz. Nach dem Verwelken im Kurs treten die folgenden Organismen ein.
5. Detritophagen sind Mikroorganismen, Pilze, Protozoen, die tote Reste von Lebewesen zersetzen und alle Substanzen in eine anorganische Form überführen.
6. Diese Verbindungen (Kohlendioxid, Wasser, Mineralsalze) werden wieder von Pflanzen im Prozess der Herstellung von organischen Verbindungen verwendet.

So spiegelt das obige Schema des Zyklus von Substanzen in der Natur die Umwandlung der lebenden Komponente der Biosphäre wider. Alles beginnt mit Pflanzen und endet mit ihnen. Ein kompletter zyklischer Prozess, der eine Masse von Ästen und komplexen Locken hat.

Der Zyklus der Substanzen im Ökosystem

Jedes Ökosystem ist eine ganze Gemeinschaft von verschiedenen Organismen, vereint durch komplexe Zusammenhänge im Lebensmittelplan und auch unter dem Einfluss ähnlicher Umgebungsbedingungen.

Der Zyklus der Substanzen im Ökosystem unterliegt bestimmten Umweltgesetzen. Also, unbedingt strenge Unterordnung zu den Stromkreisen. Der Austausch von Energie, Substanzen, Zirkulation vieler Elemente – all dies geschieht zwischen Individuen innerhalb einer gegebenen ökologischen Gruppe.

In diesem Fall sind sie in mehrere Gruppen unterteilt:

• Hersteller;
• Erkenntnisse der ersten Ordnung;
• Verbrauchern zweiter Ordnung;
• Erkenntnisse der dritten Ordnung;
• Allesfressende Organismen;
• Zersetzer oder Detritophagen.

Das Schema des Materiezyklus kann so aussehen:

• Die Pflanze (Produzent) produziert organische Stoffe;
• Ein pflanzenfressendes Tier (ein Konsument erster Ordnung) verwandelt es in eine anorganische und andere organische Substanz;
• Fleischfressendes Tier (Zweiter Ordnung) verwandelt sich in andere organische Stoffe;
• Der höhere Raubtier (der Verbraucher zweiter Ordnung) verteilt ihn teilweise wieder in Form von Wärme und teilt sich teilweise in Form von inneren organischen Substanzen;
• Mikroorganismen, z. B. Bakterien, Pilze und andere (Zersetzer oder Detritophagen), zerlegen tote Tierreste und bilden eine Masse anorganischer Verbindungen;
• Pflanzen absorbieren die anorganischen und schaffen wieder eine Reihe von wichtigen organischen Verbindungen in den Prozess der Photosynthese, das heißt, sie produzieren.

Ökosystem Stoffe

Offensichtlich gibt es in einem Ökosystem in enger Interaktion zwei Haupttypen der Materie: organisch und anorganisch. Aus organischen ist es:

• Proteine;
• Fette;
• Kohlenhydrate

Anorganische Verbindungen sind wie folgt:

• Wasser;
• Kohlendioxid;
• Mineralsalze;
• Eine Reihe wichtiger Makroelemente.

Eine sehr wichtige Bedingung für das normale Funktionieren eines Ökosystems ist ein konstanter Zufluss von Solarenergie. Schließlich können Pflanzen die Photosynthese nur unter dieser Bedingung durchführen. Darüber hinaus wird die Energie, die sich in den chemischen Bindungen von Verbindungen befindet, als Wärme in ausreichend großen Mengen abgeführt. Daher können Stoffe nicht ohne Verlust in unverändertem Zustand zirkulieren.

Schema des Zyklus von Stoffen auf einer Wiese

Wiese ist eine besondere natürliche Gemeinschaft. Immerhin hat es einige Unterschiede zu allen anderen, zum Beispiel aus der Forstwirtschaft. Was sind die Unterschiede?

1. Auf der Wiese dominiert nur Gras Vegetation, bestehend aus mehrjährigen und jährlichen niedrigen Gräsern. Gleichzeitig unterscheiden sie sich voneinander. Mehr photophilen haben ein hohes Wachstum, und diejenigen, die im Schatten leben können, niedrig.
2. Es gibt keine großen Vertreter der Tierwelt innerhalb dieser Gemeinschaft. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass sie einfach nirgendwo zu verstecken, weil es keine Bäume gibt.
3. Periodisch bei starkem Regen wird der gesamte Wiesenraum mit Wasser überflutet. Daher ist ihr anderer Name – überflutet oder flüssig. Unter solchen Bedingungen können nicht alle Lebewesen existieren.

Wenn wir über die Ähnlichkeiten zwischen Wiese und Wald sprechen, zum Beispiel die Gemeinschaft, so sollten wir das Hauptmerkmal hervorheben: In beiden Gebieten leben Vertreter von Pflanzen, Insekten, Nagetieren, Vögeln, Reptilien, Amphibien und Säugetieren.

Scheme des Zyklus von Stoffen auf der Wiese kann die folgende Form haben:

• Mineralstoffe und Wasser, das direkt von der Pflanze aus dem Boden verbraucht wird;
• Insekten, die Blüten bestäuben und ihnen erlauben, sich zu vermehren, während sie auf Nektar fressen, dh organische Substanz, die von der Pflanze produziert wird;
• Vögel und Säugetiere, Insekten und Pflanzen essen, dh mit organischer Substanz;
• Mikroorganismen, die tote Pflanzen und Tier zersetzen, bleiben und freisetzen anorganische Stoffe (Mineralsalze, Wasser, Kohlendioxid).

Ein Beispiel für einen Wiesenzyklus

Alle im Beispiel angegebenen Links sind von großer Bedeutung. Der Zyklus der Substanzen auf der Wiese ist eine notwendige Voraussetzung für die Existenz dieser Gemeinschaft. Der Boden kann mit nützlichen Substanzen und Elementen nur dank der Aktivitäten seiner Bewohner – Mikroorganismen – Detritophagen, Würmer, Holzwürmer und andere Kreaturen angereichert werden. Ohne diese Bedingung fehlen die Pflanzen anorganischen Stoffen für Photosynthese und Wachstum, was bedeutet, dass die organische Substanz, die sie produzieren, im Defizit ist. Wie Stärke, Zellulose, Protein und andere. Dies führt zu einer Verringerung der Zahl der Tiere und Vögel und damit der organischen Substanz im Allgemeinen. Am Ende wird der Detritus leiden, so dass der Zyklus gebrochen wird.

Der Zyklus der Substanzen auf der Wiese kann auch durch ein konkretes Beispiel veranschaulicht werden. Lassen Sie uns versuchen, ein solches Schema zu erstellen.

• Mineralsalze, Wasser, Kohlendioxid, Sauerstoff verbraucht Kamillen Apotheke.
• Die Honigbiene bestäubt die bezeichnete Pflanze und isst ihren Pollen, das heißt, Kohlenhydrate und Proteine.
• Der Bienenfresser und der Bienenfresser picken die Honigbiene und verbrauchen die organische Substanz seines Körpers (Chitin, Eiweiß, Kohlenhydrate).
• Wiesenwühlmaus und andere kleine Nagetiere und größere Arten essen die organische Komponente von Pflanzen und Insekten.
• Kestrel (Vogel) isst Nagetiere und verbraucht Nährstoffe.
• Nach dem Tod fallen alle Tiere und Insekten zu Boden, wo ihr Körper durch die Aktivität von Mikroorganismen, Würmern, Holzwürmern und anderen Detritophagen in zusammengesetzte Verbindungen zersetzt wird.
• Als Ergebnis wird der Boden wieder mit anorganischen Salzen, Wasser und anderen Verbindungen gesättigt, die die Wurzeln der Pflanzen absorbieren.

Ketten und Stromnetze

Der Zyklus von Substanzen und Energie, wie sich herausstellte, steht in engem Zusammenhang mit einem solchen ökologischen Konzept wie einer Kette oder einem Stromnetz. Immerhin ist jede Substanz ein Material, ein Produkt, das als Baumaterial für die Bildung von Strukturteilen von Zellen, Geweben und Organen dient.

Jede Nahrungskette führt zwangsläufig zu zyklischen Umwandlungen von Stoffen. Und alle Prozesse der Synthese und des Verfalls erfordern die Kosten oder die Freisetzung von Energie. Folglich ist es auch in einem einzigen Zyklus in der Natur beteiligt.

Warum gibt es Konzepte von "Kette" und "Stromnetz"? Die Sache ist, dass die Beziehung zwischen Organismen innerhalb einer ökologischen Gruppe oft viel komplizierter ist als nur eine einfache gewöhnliche Kette. Schließlich kann derselbe Vertreter der Tierwelt sowohl pflanzenfressend als auch raubtum sein. Es gibt Allesfresser. Darüber hinaus schaffen viele ein wettbewerbsorientiertes Umfeld für die Produktion und den Lebensunterhalt, das auch den Abdruck auf den Gesamtplan der Beziehungen innerhalb der Biogeocenose hinterlässt.

In diesen Fällen sind die Ketten eng miteinander verflochten und es werden sogenannte Stromnetze gebildet. Dies ist besonders deutlich in den von den Bewohnern bewohnten Gebieten: Wald, Seegemeinschaften, Tropenwälder und andere.

Alle Lieferketten können in zwei Typen unterteilt werden:

• Weiden oder Weide;
• Zersetzung oder Detrital.

Der Hauptunterschied zwischen ihnen ist, dass im ersten Fall alles mit einem lebenden Organismus beginnt – eine Pflanze. Im zweiten – von den toten Überresten, Kot und anderen Ablagerungen, die von Mikroorganismen, Würmern und so weiter verarbeitet werden.

Energieveränderungen

Energie, wie Stoffe, erfährt eine Reihe von Veränderungen im Prozess der Prozesse in Ökosystemen. Alles ist in zwei Hauptarten unterteilt:

• Sonnenlicht;
• Chemische Bindungen.

Während des Baues von Stromkreisen geht Energie nur von einer Form zur anderen über. Gleichzeitig treten Teilverluste auf. Immerhin wird es auf die Lebensprozesse jedes Wesens ausgegeben, in Form von Wärme abgeführt. Deshalb ist es wichtig, dass die Solarenergie als primäre Quelle die Reserven jeder Gemeinde ständig wieder auffüllt.

Direkt in Form von Licht von der Sonne, kann es nur von solchen Organismen verbraucht werden wie:

• Pflanzen;
• Bakterien;
• Photosynthetisches einzelliges.

Nach ihnen geht die ganze Energie in die nächste Form – die chemischen Bindungen der Verbindungen. In dieser Form wird es von heterotrophen Vertretern der Biosphäre verbraucht.

Der Wasserkreislauf

Wir haben bereits darauf hingewiesen, dass der wichtigste und historisch entwickelte Lebensprozeß ein Stoffkreislauf in der Natur ist. Wasser ist die anorganische Verbindung, deren Bedeutung besonders wichtig und groß ist. Deshalb, wie man seine Zirkulation fortsetzen wird, werden wir allgemein überlegen.

1. Eine riesige Menge an Wasser konzentriert sich auf die Oberfläche unseres Planeten in Gewässern aller Art. Das sind die Meere und Ozeane, Moore, Flüsse, Seen, Bäche, künstliche Strukturen. Von ihrer Oberfläche aus gibt es eine konstante Verdunstung von Feuchtigkeit, dh Wasser in Form von Dampf gelangt in die Schichten der Atmosphäre.
2. Der Boden, sowohl seine äußeren als auch inneren Teile, enthält auch viel Feuchtigkeit. Diese sind unterirdisch oder Grundwasser. Von der Oberfläche des Dampfes gelangt die Atmosphäre, von den inneren Schichten abläuft in Gewässer, und von dort verdampft.
3. Kondensation in der Atmosphäre, das Wasser erreicht allmählich ein Maximum und beginnt, in Form von Niederschlag auf den Boden zurückzukehren. Im Winter ist es Schnee, im Sommer regnet es.
4. Pflanzen nehmen aktiv an der Absorption und Transpiration von Wasser teil, da sie eine riesige Menge an Wasser durchführen.

So sorgen der Wasserkreislauf und der Kreislauf der Substanzen in der Natur für den normalen Zustand eines Ökosystems und damit für Organismen.

Das Studium des Zyklus von Stoffen in der Grundschule

Für die Kinder, um eine Vorstellung davon zu haben, welche Art von zyklischen Veränderungen in der Natur vorkommen, sollten sie dies aus den Anfangsstadien der Bildung erzählen. Kinder sollten wissen, was ist der Zyklus von Stoffen. Klasse 3 ist eine sehr gute Zeit dafür. Während dieser Zeit sind die Kinder alt genug, um diese Art von Informationen vollständig zu verstehen und zu assimilieren.

In vielen Bildungsprogrammen auf der ganzen Welt gibt es eine gute "Zirkulation von Stoffen: Klasse 3" -System. Es spiegelt die wichtigsten Arten von Wasserumwandlungen, Stoffe, Lebensmittelketten, die für jedes Ökosystem charakteristisch sind.

Ein beispielhaftes Schema für die Zirkulation von Stoffen für jüngere Schüler kann wie: Wasser und Mineralien in Pflanzen – organische Stoffe in Tieren – Wasser und Mineralsalze nach dem Tod von Pflanzen und Tieren aussehen.

Jede Stufe sollte mit Beispielen und detaillierter Beschreibung erklärt werden, um ein klares Bild der natürlichen Prozesse zu bilden.