Қауымдастық (бірлестік) экологиясы



12.лекция.Тақырыбы: Қауымдастық (бірлестік) экологиясы . синэкология.
13.лекция.Тақырыбы: Биосфера туралы ілім.
14.лекция.Тақырыбы: Биосферадағы заттар айналымы.
15.лекция. Тақырыбы: Табиғи қорлар және табиғатты тиімді пайдалану.
16.лекция. Тақырыбы: Су ресурстары және оны қорғау.
17.лекция. Тақырыбы: Атмосфералық ауа және оны қорғау жолдары.
18.лекция. Тақырыбы: Жер қорларының экологиялық жағдайы.
19.лекция. Тақырыбы: Атмосфераның химиялық ластануының ғаламдық әсерлері.
20.лекция. Тақырыбы: Экологиялық дағдарыс
21.лекция. Тақырыбы: Қоршаған ортаны қорғаудың экономикалық көрсеткіштері.
22.лекция. Тақырыбы: Экологиялық мониторинг.
23.лекция. Тақырыбы: Халықаралық қарым.қатынас пен экологиялық құқық негіздері
24.лекция. Тақырыбы: Қоршаған ората және адам қоғамының тұрақты дамуы.
25.лекция. Тақырыбы: Қазақстан Республикасының экологиялық қауіпсіздігі тұжырымдамасы.
26.лекция. Тақырыбы: Қоршаған оратаны қорғауды және табиғатты пайдалануды басқару жүйесі.
27.лекция. Тақырыбы: Тұрақты даму бағытындағы отандық іс.әрекеттер және халықаралық ынтымақтастық.
28.лекция. Тақырыбы: Табиғатты қорғау және тұрақты даму.
Биоценоз – қоршаған ортаның бірдей жағдайында бірге тіршілік ететін өсімдіктер, жануарлар мен микроорганизмдер популяцияларының жиынтығы. Биоценоз ұғымын 1877 ж. неміс экологы К.Мебиус ұсынған. Ешқандай биоценоз қоршаған ортадан тәуелсіз не одан тыс өздігінен дами алмайды. Нәтижесінде жеке бөліктерінің күрделі өзара қалыптасқан, тірі және өлі құрам-бөліктерінің жиынтығынан тұратын белгілі бір кешендер түзіледі. Белгілі бір дәрежеде біртекті жағдайлармен сипатталатын, организмдердің белгілі бір бірлестігімен қоныстындырылған кеңістік – биотоп деп аталады. Егер биотопты биоценоз тіршілік ететін орын ретінде сипаттасақ, онда биоценозды белгілі бір нақты биотопқа тән, тарихи қалыптасқан организмдер кешені деп қарауға болады.
Құрылықтың экожүйесі эволюциялық даму нәтижесінде пайда болған биогеографиялық сала деңгейіндегі табиғи белдеулерден тұратын ірі экожүйелерге бөлінеді, ал олар болса, өз кезегінде ландшафт провинциялары-нан – биомдардан (орташа белдеулердегі ормандар, тундра, далалар, саванналар және т.б.) тұрады.
Биомдарға жеке дара ландшафттар кіреді, олар биогеоценоздарды – биосфераның қарапайым бастапқы құрылымдық бірліктерін біріктіретін биогеоценотикалық комплекстерден тұрады. Биогеоценоз – (грек тілінің био - өмір, гео - жер, ценоз – қоғамдастық деген ұғымдары) терминін 1942 ж. белгілі орыс биолог-ғалымы В.Н.Сукачев енгізді.
Биогеоценоз табиғаты әр түрлі күрделі екі қауымдастықтан тұрады: биоценоз бен биотоптан. Схемалық түрінде бұны былайша көрсетеміз:

БИОГЕОЦЕНОЗ = БИОЦЕНОЗ + БИОТОП

Биогеоценоз бір-бірінің тіршілігін қамтамасыз етіп тұратын тірі табиғаттың бірнеше бөлімдері бар күрделі құрамды қауымдасдықтан тұрады:
1) фитоценоздан - өсімдік организмдерінің қауымдастығынан;
2) зооценоздан - топырақты ортада өмір сүретін жануарлық организмдер-дің (омыртқасыздар мен омыртқалылар) биоқауымдастығынан;
3) микробиоценоздан - топырақта, ауада және сулы ортада өмір сүретін микроорганизмдер (бактериялық, саңырауқұлақтық) қауымдастарынан.
Биотоп деп (немесе экотоп деп) биоценоз орналасқан өзінің геоморфоло-гиялық, климаттық, геохимиялық және басқа да абиотикалық қасиеттері біркелкі аймақты айтады. Биотопқа өлі табиғаттың бір-бірімен тығыз байланыстағы екі компоненттерінің жиынтығы (бірлестігі):
1) температурасы, ылғалдылығы, қысымы, күн радиациясы және т.б. осы сияқты қасиеттермен сипатталатын және құрамында атмосфералық ылғалдылығы мен биогенді газдары (оттегі, көмір қышқыл газдары) бар атмосфера кіреді;
2) құрамында топырақ асты жыныстары мен жер-асты сулары бар жердің беткі топырақты қабаты кіреді.

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 96 бет
Таңдаулыға:   
12-лекция.Тақырыбы: Қауымдастық (бірлестік) экологиясы – синэкология.

Жоспары: 12.1 Биоценоз. Биогеоценоз түсінігі.
12.2 Биогеоценоздың трофикалық құрылымы: продуценттер,
консументтер,
редуценттер.
Лекция мақсаты: Биоценоз, биогеоценоз және олардың трофикалық
құрылымдарына түсінік беру. Қауымдастық экологиясы және экологиялық
сукцессиялар анықтамасын түсіндіру.
Лекция мәтіні.
12.1 Биоценоз. Биогеоценоз түсінігі.
Биоценоз – қоршаған ортаның бірдей жағдайында бірге тіршілік ететін
өсімдіктер, жануарлар мен микроорганизмдер популяцияларының жиынтығы.
Биоценоз ұғымын 1877 ж. неміс экологы К.Мебиус ұсынған. Ешқандай биоценоз
қоршаған ортадан тәуелсіз не одан тыс өздігінен дами алмайды. Нәтижесінде
жеке бөліктерінің күрделі өзара қалыптасқан, тірі және өлі құрам-
бөліктерінің жиынтығынан тұратын белгілі бір кешендер түзіледі. Белгілі бір
дәрежеде біртекті жағдайлармен сипатталатын, организмдердің белгілі бір
бірлестігімен қоныстындырылған кеңістік – биотоп деп аталады. Егер биотопты
биоценоз тіршілік ететін орын ретінде сипаттасақ, онда биоценозды белгілі
бір нақты биотопқа тән, тарихи қалыптасқан организмдер кешені деп қарауға
болады.
Құрылықтың экожүйесі эволюциялық даму нәтижесінде пайда болған
биогеографиялық сала деңгейіндегі табиғи белдеулерден тұратын ірі
экожүйелерге бөлінеді, ал олар болса, өз кезегінде ландшафт провинциялары-
нан – биомдардан (орташа белдеулердегі ормандар, тундра, далалар,
саванналар және т.б.) тұрады.
Биомдарға жеке дара ландшафттар кіреді, олар биогеоценоздарды –
биосфераның қарапайым бастапқы құрылымдық бірліктерін біріктіретін
биогеоценотикалық комплекстерден тұрады. Биогеоценоз – (грек тілінің био -
өмір, гео - жер, ценоз – қоғамдастық деген ұғымдары) терминін 1942 ж.
белгілі орыс биолог-ғалымы В.Н.Сукачев енгізді.
Биогеоценоз табиғаты әр түрлі күрделі екі қауымдастықтан тұрады:
биоценоз бен биотоптан. Схемалық түрінде бұны былайша көрсетеміз:

БИОГЕОЦЕНОЗ = БИОЦЕНОЗ + БИОТОП

Биогеоценоз бір-бірінің тіршілігін қамтамасыз етіп тұратын тірі
табиғаттың бірнеше бөлімдері бар күрделі құрамды қауымдасдықтан тұрады:
1) фитоценоздан - өсімдік организмдерінің қауымдастығынан;
2) зооценоздан - топырақты ортада өмір сүретін жануарлық организмдер-
дің (омыртқасыздар мен омыртқалылар) биоқауымдастығынан;
3) микробиоценоздан - топырақта, ауада және сулы ортада өмір сүретін
микроорганизмдер (бактериялық, саңырауқұлақтық) қауымдастарынан.
Биотоп деп (немесе экотоп деп) биоценоз орналасқан өзінің геоморфоло-
гиялық, климаттық, геохимиялық және басқа да абиотикалық қасиеттері
біркелкі аймақты айтады. Биотопқа өлі табиғаттың бір-бірімен тығыз
байланыстағы екі компоненттерінің жиынтығы (бірлестігі):
1) температурасы, ылғалдылығы, қысымы, күн радиациясы және т.б. осы
сияқты қасиеттермен сипатталатын және құрамында атмосфералық ылғалдылығы
мен биогенді газдары (оттегі, көмір қышқыл газдары) бар атмосфера кіреді;
2) құрамында топырақ асты жыныстары мен жер-асты сулары бар жердің
беткі топырақты қабаты кіреді.
Сонымен биогеоценоз дегеніміз бұл шектеулі кеңістік пен абиотикалық
қасиеттері біртекті аймақ бөлімінде өмір сүретін және бір-бірімен әрі
биотоппен әрекеттесу жағдайдағы әр түрлі тірі организмдердің бірлестігі.
Биогеоценоз ұғымына фация - бүкіл даму барысында жыныстардың бір
құрамы, рельефтің, ылғалдың бірдей сипаты, бір микроклимат пен бір биоценоз
сақталатын ең кіші табиғи-аймақтық кешені ұғымы жақын келеді; биогеоценоз
қарапайым ландшафт ұғымдарымен де үйлеседі.
Рельеф – жердің кескіні, көлемі, пайда болуы, жасы және даму тарихы
бойынша әр түрлі үстіңгі қабытының формаларының жиынтығы; жағымды (шығыңқы)
және жағымсыз (ойыс) формалардан қалыптасады. Оны масштабы бойынша
макрорельеф, мезорельеф, нанорельеф деп бөледі.
12.2 Биогеоценоздың трофикалық құрылымы (продуценттер, консументтер,
редуценттер).
Биогеоценоздың (экожүйенің) тірі құрауыштарына – продуценттер,
консументтер мен редуценттер, ал өлілерге күн энергиясы, ауа, су, субстрат
(құрылықта - топырақ, суаттар түбінде - грунд) жатады.
Продуценттер (өндіріушілер) – өздерінің денелерін бейорганикалық
қосылыстар есебінен құратын автотрофтық организмдер. Олар өздерінің
тіршілік етуіне қажетті органикалық заттарды Күн энергиясын пайдаланып,
бейорганикалық заттардан немесе бейорганикалық заттардың тотығуынан
өздігінен өндіре алатын тірі организмдер. Автотрофты организмдерге
фотосинтезге қабілетті жасыл өсімдіктер, балдырлар мен фототрофты
бактериялар жатады.
Консументтер (тұтынушылар) – гетеротрофты организмдер, продуценттер
немесе басқа консументтер өндірген органикалық заттарды қорек (азық) көзі
ретінде пайдаланатын немесе оларды жаңа түрге трансформациялайтын
организмдер. Бұларға барлық жануарлар (адамды қоса), саңырауқұлақтар мен
микроорганизмдердің көбі, паразиттік және жәндікқоректі өсімдіктер жатады.
Консументтер бірінші және екінші реттік болып бөлінеді:
• бірінші реттік консументтер (фитофагтар) – тек қана өсімдіктекті
корекпен тіршілік ететін жануарлар, көптеген жәндіктер (бұғы, піл, қой,
қаз, көк шегіртке, өсімдік биті);
• екінші реттік консументтер (зоофагтар) – жануарлармен қоректенетін
организмдер, жыртқыштар.
Консументтердің тағы бір маңызды тобына детритофагтар, немесе
сапрофагтар - өлі органикалық заттармен – өсімдіктермен жануарлардың
тіршілігінен пайда болған қалдықтармен, өнімдермен қоректенетін жануарлар
(әр түрлі құрттар, буынаяқтылар) жатады. Олар экожүйеде тазалау функциясын
атқарады және топырақтың, жертезектің, суқоймалардың түбіндегі шөгінділерді
түзуге қатысады. Жалпы консументтер экожүйенің қоректік тізбегінде
тұтынушылар тобын кұрайды.
Редуценттер (ыдыраушылар, жоюшылар) – өлі органикалық заттармен
(негізінде өліктер мен экскременттермен) қоректенетін, оларды ыдыратып
қайтадан бейорганикалық қосылыстарға айналдыратын микроорганизмдер
(бактериялар, ашытқы микроорганизмдері, саңырауқұлақтар – сапрофиттер).
Саңырауқұлақтар негізінде өсімдіктердің жасушаларын, ал бактериялар
жануарлар өлімтіктерін ыдыратуға қатысады. Микроорганизмдер басқа да
функцияларды атқарады, олар ингибиторлар (мысалы, антибиотиктер) немесе
керісінше, жылдамдатқыш – заттар (мысалы, кейбір дәрумендер) түзеді.
Олардың экологиялық маңызы өте жоғары, бірақ ол толық зерттелген жоқ.
Редуценттер арқылы экожүйе ортасына молекулалық азот, минералды элементтер
және көмірқышқыл газы қайтарылып отырады.

Бақылау сұрақтары:
1. Биоценоз.
2. Биогеоценоз түсінігі.
3. Биоценоздың трофикалық құрылымы.
4. Продуценттер.
5. Консументтер.
6. Редуценттер.

13-лекция.Тақырыбы: Биосфера туралы ілім.

Жоспары: 13.1 В.И.Вернадскийдің биосфера және ноосфера концепциясы.
13.2 Биосфераның құрылымы.

Лекция мақсаты: В.И.Вернадскийдің биосфера және ноосфера концепциясын,
биосфераның энергетикалық құрылымын түсіндіру.

Лекция мәтіні.
13.1 В.И.Вернадскийдің биосфера және ноосфера концепциясы.
Күн жүйесінің ерекше планетасы Жердің су (гидросфера), жер (литосфера)
және ауа (атмосфера) сияқты бөлімдері бір-бірімен өзара қарым-қатынаста
болатын жұқа қабатында тірі ағзалар мекендейді. Бұл қабат биосфера (грекше
биос – тіршілік, сфера – шар) деп аталады.
Биосфера (В.И.Вернадский бойынша) – тіршілік бар немесе қандай да бір
кезеңде тіршілік болған және үнемі тірі ағзалардың әсер етуіне ұшырайтын
немесе ұшыраған планета аймағы.
Бірінші рет Биосфера түсінігі ұлы француз натуралисі Жан Батиста
Ламарктің (1744-1829) жұмыстарында кездеседі. Биосфераны тіршілік иелерінің
мекен ету ортасы немесе тіршілік орын алған сфера ретінде түсінуді 1875
жылы австралиялық ғалым Э.Зюсс ұсынды, бірақ бұл түсінік кейін ұмытылып
кетті. Биосфера туралы жалпы ілімді жасаған (тарихта үшінші рет) белгілі
орыс геолог-ғалымы В.И.Вернадский (1863-1945) болды. Ілімнің негіздері оның
Биосфера кітабында (1926) баяндалған.
В.И.Вернадский тірі ағзалардың планетаның бет-әлпетін өзгертуге және
оның дамуына қолайлы экожүйлерді қалыптастыруға қабілетті аса қуатты
геологиялық фактор екенін дәлелдеді. В.И.Вернадский бойынша тірі заттар күн
энергиясын қабылдай алады және ыдырауы кезінде химиялық және физикалық
жұмысқа жұмсалатын энергия бөліп шығаратын химиялық қосылыстарды жасайды.
Жер бетінде аса ірі жұмыс жасыл өсімдіктердегі хлорофил молекулала-
рымен жасалады: хлорофильдер күн энергиясын қолдану арқылы көмірсутегін
және басқа да органикалық қосылыстарды синтездеді. Су молекуласының (Н2О)
ыдырауы нәтижесінде О2 бөлінеді. Жыл сайын өсімдіктер оттегі О2
молекуласының 320 млрд. тоннасын өндіреді; 3700 жыл ішінде оттегінің Жер
атмосферасындағы бар барлық мөлшері – 1,2 · 1015 тоннасы өндірілді. Тірі
заттардың кеңістікте тіршілік етуге қолайлы барлық аймақтардан орын алып,
тез таралуға қабілеті зор. Бұл құбылысты В.И.Вернадский тіршілік қысымы
деп атап, оны газ қысымымен салыстырды. Тіршіліктің ағымының жылдамдығы
тым жоғары.
Тірі заттар биосферада біркелкі орналаспаған. Тірі заттардың құрамында
фитомасса аса басым; ал зоомассалар мен микроорганизмдердің ролі көп төмен.
Жердегі тірі ағзалардың жалпы салмағы триллион тоннаға жетеді.
Фитомассалардың басым бөлігі материктерге шоғырланған, бірақ онда ол тым
біркелкісіз таралған: ол тропикалық ормандар (650 тга) мен тайгада көп
(300 тга), ал қара топырақты далаларда (10 тга) және шөлдерде азырақ
(2,5 тга). Тірі ағзалардың көп бөлігі орманда (82 %) орналасқан.
Мұхитта зоомасса мен микробиомасса басым – 30 млрд.т.; фитомасса небәрі
1,1 млрд.т. ғана құрайды. Тірі заттардың саны жағынан мұхит шөлдерге таяу
(3 тга), бірақ оның кейбір аудандарында тіршіліктің шұғыл тығыздану
белдемдері байқалады, мысалы, Саргасс теңізінде, маржан жартастарында және
т.б. аймақтарда. Жердегі тірі ағзалардың жылдық өнімі – 230 млрд.т.,
олардың материктегі өнімі – 170 млрд.т., мұхитта – 60 млрд.т. Материктерде
биомассаның жылдық орташа өнімі – 11,5 тга, мұхитта – 1,7 тга. Құрлықтың
жиынтық биомассасы Жердің барлық биомассасының 97 пайызын құрайды. Мұхитта
Жердің биомассасының 3 % ғана бар, алайда тіршілік циклдерінің қарқындылығы
мұхитта құрлықтағыдан гөрі жоғары.
Биосфера адамның және басқа да тірі ағзалардың жалғыз мекендеу ортасы
болып табылады. В.И.Вернадский мен басқа да бірқатар ғалымдардың
тұжырымдарынан биосфераның ауыстырылмайтындығы заңы шығады.
Осы заңнан табиғатты қорғаудың түпкі мақсаты – бұл биосфераны адамзат
қоғамының жалғыз ғана өмір сүретін ортасы ретінде сақтау екені көрініп тұр.
Қазіргі уақытта ғылыми-техникалық прогресс жетістіктерінің қоршаған ортаға
зиянды әрекеттерінің нәтижесінде адамзаттың Жер бетінде алдағы уақытта өмір
сүруіне үлкен қауіп төніп тұр. Сондықтан да биосфераны болашақ ұрпаққа
сақтап қалу Жер бетіндегі барлық адамзаттың, әрбір мемлекет басшысының,
әрбір жеке адамның міндеті.
Қазіргі философиялық тұжырымдамалар қоғам мен биосфераның өзара
әрекеттесу процесі дұрыс басқарылып, қоғамның мекен ортасы ретіндегі
биосфераның құлдырауына жол бермеуі керек дегенге иек артады. Биосфера
эволюциясының осы қазіргі заманғы кезеңі саналы даму кезеңі ретінде
қарастырылады, яғни оны ноогенез (грек. ноос – сана) деңгейіне жатқызады.
Соған сәйкес биосфераның біртіндеп ноосфераға айналуы процесі жүреді.
Ноосфера ұғымын ХІХ ғасырда француз ғалымы Ле Руа енгізіп, оны әрі қарай
Тейяр-де-Шарден (1881-1955) дамытқан.
Бұл терминнің астарынан олар өндірісі, тілі, шаруашылық әрекеттілігі,
діні бар қоғам кіретін Жердің ерекше қабығын түсінген. Ноосфера биосфераның
үстінде одан тысқары айналатын ойшыл пласт ретінде қарастырылған.
Биосфера міндетті түрде ноосфераға, яғни адам санасы адам-табиғат жүйесінің
дамуына басым рөл ойнайтын сфераға айналды.
Бұл заңдылық әділетті, әйтсе де қазіргі кейбір ғалымдар оны әлеуметтік
қиял ретінде қарастырады. Сөйте тұра егер адамзат өзінің өсу санын реттеуді
қолға алмаса, табиғаттың заңдарына сүйене отырып өзінің оған қатысты
әрекеттіліктерін басшылыққа алмаса, оның құртуға душар болатындығы айқын.
Сондықтан ноосфера заңының мәні адамдардың табиғатты емес, өзін-өзі
басқаруында жатыр.
В.И.Вернадский ноосфера – бұл Жердегі жаңа геологиялық құбылыс деп
санады. Онда адам тұңғыш рет қуатты геологиялық күшке айналды. Алайда басқа
да тірі заттар сияқты адам да тек тіршілік жайлаған аймақта, яғни өзі
ажырамастай байланысқан және одан тыс кете алмайтын биосферада ғана ойлап,
әрекет жасай алады.
Биосфера – бұл тіршілік жайлаған ғана емес, онымен құрылымдық
құрастырылған геологиялық жер қабығы. Мұнда биосфера ғаламшар жүйесі
ретінде жер және ғарыш үрдістерінің өзара әрекеттестігінің бірлігіне ие
Жердің ірірек үстіңгі жүйесіне енеді.
Осылайша биосфераның маңызды ерекшеліктеріне оның ұйымдасуы мен тұрақты
динамикалық тепе-теңдігі жатады. Ұйымдастық принцип биосфераның құраушы
бөліктерінің шашыраңқы бей-берекетсіздігі емес, қандай да бір біріккен және
байланысқан тұтастық екенін білдіреді.
Мысалы, биосфераның ұйымдасуының термодинамикалық деңгейі өзара
байланысқан екі қабаттардың: фотосинтездеуші ағзалары болатын жарық, жоғары
(фотобиосфера) және жер асты тіршілігінің аймағы орналасқан топырақты,
төменгі (афтобиосфера) болуынан көрінеді.
13.2 Биосфераның құрылымы.
Әдетте биосферада шартты түрде 4 ірі кешенді қарастырады – атмосфера,
литосфера (жер қабатының үстіңгі бөлігі), гидросфера және тірі ағзалар.
Биосфераның жоғарғы шекарасы озон қабаты немесе озоносфера –
атмосфераның стратосфера шегіндегі 22-26 км биіктікте (орта шамамен)
озонның ең көп тығыздығына ие қабаты болып табылады. Озоносферадан жоғары
жақта Күннің күшті ультракүлгін сәулесінің әсерінен арнайы қорғану
шараларынсыз тіршіліктің болуы мүмкін емес.
Озон (О3) Күннің ультракүлгін сәулесінің әсерінен атомдық (О) және
молекулалық оттегінің (О2) арасында болған реакцияның нәтижесінде түзілді.
Күннің ультракүлгін сәулелері – бұл күн сәулелерінің толқынының
ұзындығы 400 нм-ден кем электромагниттік толқындары, ал күн спектрінің
көрінетін бөлігін толқынының ұзындығы 400-760 нм болатын сәулелер құрайды.
Атмосфера – бұл қабатталған құрылысы бар және бірнеше сфералардан
(тропосфера, стратосфера, мезосфера т.б.) тұратын, жердің өзімен бірге
айналатын газ қабығы, биосфераның маңызды бөлігі. Атмосфера құрамын азот
(78,08 %), оттегі (20,95 %), көмірқышқылы газы (0,03 %) және аз мөлшерде
(0,01 %) басқа газдар құрайды.
Тропосфера – атмосфераның Жер бетінен 9 (полюсте) – 15 км (экваторда)
қашықтықта орналасқан аумағы. Тропосферада атмосфера массасының 80 % және
бүкіл су булары жинақталған.
Стратосфера – тропосфераның жоғары шегінен жоғары қарай 50 км-ге
дейінгі орналасқан атмосфера аймағы. Бұл аймақта озон қабаты бар. Озон
қабаты барлық тіршілік иелеріне өте қауіпті күннің ультрафиолетті
сәулелерін Жерге қарай өткізбейді. Міне сондықтан да озон қабатын Жердегі
өмірді қорғап тұратын қалқан ретінде қарастырамыз.
Ауа немесе атмосфералық ауа – біздің ғаламшарымыздың түрлі газдардың
қоспасынан (азоттың, оттегінің, аргонның, көміртег диоксидінің, гелийдің
және т.б.), су булары мен тозаңдардан тұратын газды қабығы.
Атмосфера факторларының биологиялық үрдістерге әсері өте зор – бұл
тіршіліктің өзі. Атмосфера – Жердің пайда болуы мен оның даму өнімдерінің
бірі. Оттегі мен тыныс алу – тіршілік синонимдері. Тіршіліктің жоғары
ұйымдасқан түрлеріне көшкен сайын оттегіге деген тәуелділік көбейе
бастайды: анаэробтар (микроағзалар) онсыз қай кезде де тіршілік ете алады,
бақалар оттегісіз бірнеше күн, ал адам – аз ғана минуттар ғана тіршілік ете
алады.
Атмосферада шамамен ғаламшардағы судың жалпы мөлшерінің 1 % бар,
жаңбырдың Жердегі тіршілікті демеуі үшін осының өзі-ақ жеткілікті.
Ауа массаларының көлденеңінен және тігінен орын ауыстыруы ауа-райы мен
климаттың қалыптасуында басты рөл ойнайды. Ауаның көлденең қозғалысын
анықтайтын негізгі күштер қысымның төмендеуі, Кариолис күші және үйкеліс
болып табылады. Атмосфераны Күннің біркелкісіз қыздыруы қысымды түсіреді.
Биосфераға бүкіл гидросфера да жатады. Гидросфера – бұл мұхиттардың,
теңіздердің, көлдердің, өзендердің, тоғандардың, ми батпақтың, жер асты
суларының жиынтығын құрайтын Жердің сулы қабаты.
Су – маңызды табиғат ресурстарының бірі, сутегі мен оттегінің химиялық
қосылысы. Су буының қарапайым формуласы – Н2О. Сұйық судың молекуласы
негізінен екі жай молекуланың қосылуынан туады (Н2О)2. Мұз – үш жай
молекуланың бірігуінен (Н2О)3 пайда болады. Су – бұл жердегі табиғатта
барлық үш агрегатты күйде болатын бірден-бір зат: сұйық, қатты және газ
тәрізді.
Гидросфера - өлі материяның бір құраушысы, алайда Жердегі тіршілік
онымен тығыз байланысты. Су бар жерде тіршілік те бар. Су – кез келген тірі
жасушаның маңызды құрамдас бөлігі. Биохимиялық реакциялар суда өтеді,
себебі биологиялық көп түрліліктің органикалық қосылыстарының көпшілігі
суда ериді. Тіршіліктің пайда болу таңында ұшпа органикалық қосылыстар
атмосферада таралып, ыдырады. Суда ерімегендері тереңдерге шөкті, судың
өзінде суда еритін заттар басым болып қалды, олар тіршіліктің ары қарайғы
эволюциясына ат салысты.
Су жер бетінің 70 %-нан көп бөлігін алып жатыр және гидросфера
массасының 98,2 %-ы Әлемдік мұхит суларында, 16 %-ы материктік мұздарында,
ал тек 0,1 %-ы ғана материктердегі суларда. Мұхит суы көптеген әр түрлі
микроорганизмдердің, тірі жәндіктердің және өсімдіктердің өмір сүру ортасы.
Барлық теңіз организмдерін планктон, нектон және бентос деп үш үлкен
топтарға бөледі. Планктон (грек тілінің кезбеші деген сөзі) – тірі ағзалар
мен өсімдіктердің өздігінен қозғала алмайтын, тек су ағынымен ғана
қозғалыста болатын үлкен тобы. Планктондарды фито- және зоопланктон деп
екіге бөледі. Олар негізінен мұхит суларының беткі (50-80 метрлік)
аймағында жайғасқан. Нектондарға (грек тілінің жүзуші деген сөзі) су ішінде
өздігінен қозғалатын тіршілік иелерін (балықтар, кальмарлар т.б.)
жатқызады. Ал тек қана су түбінде жорғалайтын жәндіктерді бентостарға (грек
тілінің тереңділік деген сөзі) жатқызады. Олар фитобентос (әр түрлі
көпжасушалы балдырлар) және зообентос(моллюскалар, құрттар және басқа
омыртқасыздар).
Судың жинақталуы мен қозғалысының оның түрлі фазалық күйлеріндегі сан
алуандығы – бұл бұлттар, өзендер, көлдер, сарқырамалар, қар жапқан
ормандар, мұз көшкіні, теңіз толқынының шарпыны, яғни Жер ғаламшарының
эстетикалық ресурстары.

Бақылау сұрақтары:
1. В.И.Вернадскийдің биосфера және концепциясы.
2. Ноосфера.
3. Биосфераның құрылымы.

14-лекция.Тақырыбы: Биосферадағы заттар айналымы.

Жоспары: 14.1 Көміртек айналымы.
14.2 Оттек айналымы.
14.3 Азот айналымы.
14.4 Су айналымы.
14.5 Фосфор айналымы.
14.6 Күкірт айналымы.
14.7 Биогенді заттардың айналымы.

Лекция мақсаты: Биосферадағы заттар айналымын және олардың маңызын
түсіндіру.

Лекция мәтіні.
Биосферадағы зат айналымы – үлкен (геологиялық) және кіші
(биотикалық) айналыс деп екіге бөлінеді.
Үлкен зат айналысы мың-миллиондаған жылдар бойы жүреді. Бұл аралықта,
тау жыныстары үгітіліп, ондағы сумен араласады. Оның еритін бөлігі ерітінді
түзіп, әр түрлі өзгерістерге ұшырайды.
Кіші айналым кезінде, зат айналымы биогеоценоз деңгейінде жүреді.
Мысалы, топырақ құрамындағы қоректік заттар, су, көміртегі қосылыстары -
өсімдіктер дүниесін құрайды. Ал өсімдіктер, өзге тіршілік иелерінің денесін
құрауға қажет. Жан-жануарлар тіршілігі таусылған соң, құрт-құмырсқа,
бактериялар нәтижесінде ыдырап, қайтадан минералды заттарға айналады.
Минералды заттарды өсімдіктер дүниесі қайта пайдаланып, тіршілік сөйтіп
жалғаса береді.
Күн сәулесінің энергиясын пайдалану нәтижесінде, бейорганикалық
заттардың - өсімдіктер, жан-жануарлар дүниесіне айналып, қайтадан
бейорганикалық заттарға өту барысындағы химиялық реакциялар тізбегімен
жүретін өзгерістер – биогеохимиялық цикл (айналым) деп аталады.
Экожүйелерді тану тәсілі үлкен биогеохимиялық циклдерді (айналымдар-
ды) зерттеуде жатыр, оның әртүрлі фазалары әртүрлі экожүйелердің ішінде
өтеді. Минералды элементтер өсімдіктер мен жануарлардың ұлпаларында олардың
дамып-өсу процесінде өтіп, организмдегі органикалық заттардың құрамына
кіреді. Ағза өлген соң осы элементтер қайтадан қоршаған ортаға түседі де,
олар қайта бөліну процесіне түседі; бұл күрделі трансформация-лармен және
транслокациялармен қосарлана жүреді, тек содан кейін ғана олар жаңа
ағзаларға түседі.
Бұндай негізгі циклдерге (айналымдарға) көміртегінің, судың, азоттың,
фосфордың, күкірттің, биогенді катиондардың биогеохимиялық айналымдары
жатады.
Көміртегі айналымы. Табиғаттағы көміртегінің қайнар көздері
қаншалықты көп болса, бұл айналым соншалықты сан алуан. Сөйте тұра тек не
атмосферада газ тәрізді күйде, не суда еріген күйде болатын көмірқышқылы
ғана көміртегінің оны тіршілік иелерінің органикалық заттарына айналдыруға
негіз болатын қайнар көзін білдіреді. Өсімдіктер сіңірген бұл көмірқышқыл
фотосинтез процесі кезінде қантқа айналады, ал биосинтездің басқа
процестерінде протеидтерге, липидтерге т.б. айналады. Бұл заттар жануарлар
үшін негізгі көмірсутектік қорек болып табылады. Екінші жағынан барлық
ағзалар тыныс алғанда атмосфераға көміртекті көмірқышқылы түрінде шығарады.
Ағза өлгенде сапрофагилер мен биоредуценттер қоректік тізбекті құра отырып
мүрделерді ыдыратып, минералдайды, оның ақырында көбіне көміртек айналымға
көмірқышқылы түрінде қайта түседі.
Белгілі бір жағдайларда жинақталған өлі өсімдіктер мен жануарлардың
қалдықтары көміртегінің айналымын баяулатады: сапрофаги-жануарлар мен
топырақта тіршілік ететін сапрофаги-ағзалар оның үстіңгі қабатына
жинақталған қалдықтарды органикалық материяның жаңа түзілісіне, қоңыр
немесе қара массаның көп немесе аз қуатты қабатына – қарашіріндіге
айналдырады. Ыдыраушы ағзалардың қарашіріндіге әсер ету жылдамдығы
сондайлық біркелкі емес, ал көміртегінің біржола минералдануына әкелетін
саңырауқұлақтар мен бактериялар тізбегі түрлі ұзындықта болады; осының
салдарынан қарашірінді біресе баяу, біресе жылдам ыдырайды.
Кейде тізбек қысқа және толық емес болады: сапрофагтардың тізбегі
ауаның жетіспеушілігінен немесе ортаның тым жоғары қышқылдануының
салдарынан жұмыс істеу мүмкіндігінен айрылады; органикалық қалдықтар
шымтезек түрінде жинақталып, шымтезек (торф) тоғандарын түзеді. Кейбір мүгі
қалың шымтезек тоғандарында шымтезек қабаты 20 м болады, кейде одан да асып
түседі. Міне осы жерде айналым тежеледі. Тас көмір мен мұнай түріндегі
қазба органикалық қосылыстарының жинақталуы геологиялық ұзақ уақыт
шеңберінде айналымның стагнациясы бар екенін дәлелдейді.
Суда да көміртек айналымының стагнациясы жүреді, өйткені көмірқышқылы
химиялық немесе биогенді типті кальций карбонаты СаСО3 (бор, әктас немесе
маржан) түрінде жинақталады. Көп жағдайда көміртегінің бұл массалары, СаСО3
тау тізбегі түрінде теңіз үстіне көтерілгенше, тұтас геологиялық кезеңдер
бойында айналымнан тысқары қалып отыр. Осы сәттен көміртегі мен кальцийдің
айналымға түсуі басталады. Ол әктасты, сондай-ақ гүлді өсімдіктер мен
тамырын атмосфералық жауын-шашындармен немесе қыналардың әсерімен
сілтісіздендірудің арқасында жүзеге асырылады. Топыраққа немесе тау
жыныстарына жинақталған көміртек адамның әртүрлі іс-әрекетінің нәтижесінде
де (жағу кезінде, өнеркәсіпте, әкті қорытуда т.б.) босатылуы мүмкін.
Оттек айналымы. Оттек айналымы фотосинтез процесінен басталады. Оның
биоталық айналымы 250 Гтжыл, ал биосферадағы оның жалпы массасы - 1014 т.
Оттек жер бетінде ең көп таралған элемент: оның мөлшері атмосферада – 23,1
% (288 мгл); литосферада – 47,2 %; гидросферада – 86,9 %. Гидросферада-ғы
бос оттектің мөлшері орта шамамен 4,5 мгл, осы оттекті су организмдері
өздерінің тіршілігіне жұмсайды. Ауадағы оттектің мөлшері ұзақтық
геологиялық дәуірлер бойына биоталық реттеудің арқасында тұрақты деңгейде
келе жатыр. Осы деңгейден ауытқыса, биосфера биотасының жағдайына әсерін
тигізер еді: мөлшері төмендесе – мұхиттар фаунасы елеулі азайып, көтерілсе
ортаның тотығу қасиеттерінің қауіпті жағдайға дейін өсіп кетуі мүмкін. Бұл
жағдайлардың жер бетіндегі жануарлар мен адамға да белгілі қолайсыз әсері
бар. Мыс., жануарлар мен адамдар биік тауларға шыққанда немесе оттекті көп
мөлшерде пайдаланатын белдемдер мен жасанды құрылғыларда оттектің
жетіспеуін қатты сезеді. Оттек айналымымен озонның түзілуі де тығыз
байланысты.

Оттек айналымы

6.1-сурет. Оттек айналымы.
Атмосфераның жоғары қабаттарында ультракүлгін сәулелерінің қатысуымен
оттек молекуласында иондану мен диссоциациялану жүріп, атомарлық оттек
молекулаларымен қосылып, оттектің үш атомынан тұратын озонды береді:

h → О2 ↔ 2О; О + О2 ↔ О3
(14.1)

мұндағы h – толқын ұзындығы 225 нм аспайтын жарық кванты.
Озонның түзілуіне Жер бетіне түсетін күн энергиясының шамамен 5 %-ы
жұмсалады. Озон түзілетін реакция қайтымды болғанына байланысты
атмосфераның жоғары қабаттарының температурасы жоғары болады. Себебі
озонның ыдырауы экзотермиялық реакцияға жатады. Орта шамамен озонның
атмосферадағы көлемдік мөлшері 10-6 % құрайды. Озон барлық тірі
организмдерге әсер ететін ғарыштық ультракүлгін сәулеленудің едәуір
мөлшерін тұтып отырады, былайша айтқанда, биосфераның қорғаныш қалқаны.
Себебі тірі организмдердің көптеген молекулалық құрылымдары осы
ультракүлгін сәуленің әсерінен бұзылады. Осыған байланысты озон қабатының
бұзылуы (озон тесігінің пайда болуы) адам денсаулығына әсер етіп, қоршаған
ортада елеулі өзгерістер туғызуы мүмкін. Бүкіл дүниежүзілік денсаулық
сақтау ұйымының мәліметтері бойынша, атмосферадағы озон құрылымының 1 %-ға
төмендеуі адамда қатерлі ісік ауруларының көбеюіне (тері обыры, көз
катарактасы, т.б.) себепші болды. Қарқынды түрде түсетін ультракүлгін
сәулесі адамның жүйке жүйесінің әлсіреуіне, жұқпалы ауруларға қарсы екпенің
тиімділігінің төмендеуіне соқтырады. Оттек айналымы озон қабатының бұзылу
процесі антропогендік факторлардың салдарынан, атап айтқанда, атмосфераға
фреондар мен азот оксидтері шығарындыларының көп бөлінуінен болады.
Азот айналымы. Аса күрделілігіне қарамастан бұл айналым кедергісіз,
әрі, тез жүзеге асырылады.
Құрамында 80 % пайыз азоты бар ауа бір жағынан жүйенің ірі сыйымдылығы
болса, екінші жағынан қорғаныс қақпағы болып қызмет етеді, ол азоттың
айналымын үздіксіз, жасап отырады.
Бұдан өзге, найзағаймен қосақталатын электр разрядтары атмосфера азоты
мен оттегісінен азот тотығын синтездейді: бұл тотықтар топыраққа жаңбыр
суларымен түседі. Экожүйеде осындай жолмен селитра немесе азот қышқылы
түрінде жылына 1 га-ға 4-10 кг азот жинақталады.
Азоттың фотохимиялық фиксациясы да жүреді.
Алайда бұл элементтің ең көп мөлшері экожүйеге микроағзалардың – азот
фиксаторларының әрекеттілігінің нәтижесінде түседі. Бұл функцияны көбіне
өзінің тыныс алу энергиясын атмосфералық азотты сіңіру мен протеидтерді
синтездеуге пайдалануға қабілетті бактериялар жүзеге асырады. Кейде бұл
бактериялар – аэробтар (Azotobacter) немесе анаэробтар (Clostridium) – жеке
әрекет жасайды; олардың мүрделері топырақты тез минералданатын органикалық
азотпен байытады. Осындай жолмен топыраққа жылына 1 га-ға шамамен тағы 25
кг азот түседі.
Бұршақ тұқымдас өсімдіктердің тамырында дамитын түйіндермен бірге
тіршілік ететін бактериялар әсерлірек болады. Катализатор, немесе
гемоглабин-нің ерекше бір түрі болып келетін молибденнің (өсімдіктердегі
ерекше жағдай) қатысуымен бұл бактериялар (Rhizobium) молекулалы азоттың
аса көп мөлшерін өзіне бейімдейді. Түзілген органикалық азот үнемі
ризосфераға (топырақтың тамырмен шектесетін бөлігіне), әсіресе, түйнектер
ескіруіне қарай бүліне бастағанда жинақталады; сонымен қатар азот
айтарлықтай мөлшерде қожайын-өсімдіктердің жер бетіндегі мөлшеріне өтеді.
Осының арқасында бұршақ тұқымдастар протеидтерге өте бай және қоректі
жануарлар үшін өте құнарлы қорек болып табылады. Бұл өсімдіктердің жер
астылық және жер бетілік мүшелеріне жинақталатын жылдық қоры беде мен
жоңышқаның дақылдарына 150-ден 400 кгга дейін жетеді.
Осылайша, егістіктің өнімділігін бұршақ тұқымдастары бар ауыспалы
егісті енгізумен қатар, азотты тыңайтқышты пайдаланумен де арттыруға
болады.
Сулы ортада және дымқыл жерде азоттың ауадан бөлінуін тікелей кейбір
көк-жасыл балдырлар жүзеге асырады: бұл микроағзалардың фотосинтезді де
жүзеге асыратыны белгілі, демек, олар барынша комплексті.
Осы алуан түрлі көздерден азот тамырларға нитрат түрінде түседі;
соңғыларын тамырлар сіңіріп алып, ол жапырақтарға тасымалданады, онда ол
протеидерді синтездеу үшін пайдаланылады.
Бұл протеиндер жануарлардың азотты қорегінің негізгі көзі болып
табылады. Өсімдіктер мен жануарлар текті протеиндер сонымен қатар кейбір
паразит-бактерияларға да қорек болуы мүмкін. Протеиндер өлген соң да
пайдаланылады. Өлі денелер тірі ағзалардың бөлінділерімен қатар азотты
біртіндеп органикалықтан минералды қосылыстарға айналдыратын, органикалық
заттарды ыдырататын ағзалардың тұтас қоректік тізбегінің негізін құрайды.
Биоредуценттердің әрбір тобы осы үрдістің белгілі бір түйініне ғана арнайы
маманданған. Тізбек аммиак (NH3) түзетін аммондаушы ағзалардың
әрекеттілігімен аяқталады, ол бұдан әрі азоттандыру цикліне кіре алады:
Nitrosomonas оны нитратқа тотықтандырады, ал Nitrobacter нитратты нитритке
тотықтандырады. Цикл осылайша жалғаса беруі мүмкін.
Басқа жағынан қарасақ, денитрифатор-бактериялар азотты үнемі
атмосфераға бөледі: олар нитратты ұшып кететін N2-ге дейін ыдыратады.
Алайда бұл бактериялардың әрекеттілігі ылғи да осындай қауіпті емес: олар
азот пен көміртегіне өте бай топырақтарда ғана жақсы жүреді (әсіресе,
көңмен тыңайтылғандарда) және азоттың жалпы көлемінің көп дегенде 20 %-ын
ғана ыдыратады (жыл сайын 1 га-дан 50-60 кг азотқа дейін ұшады).
Су айналымы. Cу оттегі мен сутегінің қайнар көзі ғана емес, тіршілік
иелерінің дене құрылысының маңызды құрамдас бөлігі: адам денеснде олар
салмағы бойынша 60 % құраса, өсімдік ағзаларында 95 %-ға жетеді.
Жердің үстіңгі қабатындағы үлкен су айналымы жақсы белгілі – су
аймақтарынан күн энергиясының әсерінен туындайтын булану атмосфералық
ылғалдылықты тудырады, бұл ылғал желмен тасымалданатын бұлттарға айналып,
олардың суы жаңбыр мен қар түріндегі жауын-шашындарды тудырады; жауын-
шашындарды топырақ сіңіріп алады немесе ол оның үстіңгі қабатымен ағып
кетеді; су теңіздер мен мұхиттарға қайта барады.
Біз үшін бұл айналымның экожүйе шегінде өтетін фазалары ғана аса
маңызды. Бұл жерде төрт үрдісті бөліп қарастыруға болады: ұстап қалу,
эвапотранспирация, инфильтрация және ағып кету.
Өсімдік жауын-шашынмен түсетін судың бір бөлігін ол топыраққа жеткенше
ұстап қалып, оны атмосферада буландыру арқылы маңызды тосқауылды әрекетті
жасайды. Әрине, шамалы жауын жауғанда ғана көп шамада болатын бұл ұстап
қалу; орташа ендік аймақтарынд ажауын-шашындардың жалпы жиынтығының 25 %-на
жетуі мүмкін. Ағаштың ұшар басы арқылы өтіп, жапырақтардан тамшы түрінде
түсетін немесе сабақ пен дің бойымен ағып топыраққа жететін су оған сіңеді
немесе үстіңгі сауғарға жинақталады. Бұл судың топыраққа әр түрлі мөлшерде
бөлінуін тудырады, ол оның жоғарғы қабатында орналасқан ұсақ биоценоздар
үшін аса маңызды болуы мүмкін.
Инфильтрацияланған судың бір бөлігі топырақта бөгеліп қалады, және ол
неғұрлым күшті болса, топырақтың коллоидалы кешені (қарашірік пен балшық)
соғұрлым маңызды. Топырақты 20-30 см тереңдікте шаятын судың бөлігі оның
үстіңгі қабатына капиллиярмен қайта көтеріліп, буланып кете алады.
Өсімдік тамырлары топырақтағы суды 20-30 см тереңдіктен сіңіре алады:
жапыраққа жеткізілген бұл су атмосфераға тасымалданады.
Эвапотрпанспирация деп экожүйенің суды атмосфераға бөлуін айтады: оған
физикалық буланған су да, биологиялық транспирациялайтын су да жатады.
Өсімдіктер транспирациялайтын су мөлшері әдетте көп, өсімдіктердің
сумен қамтамасыз етілуінің жақсаруымен транспирация күшейеді.
Бір қайың күніне - 75 л, жөке - 100 л, липа - 200 л, орманның 1 га жері
- 20 мыңнан 50 мың литрге дейін суды буландырады. Жапырағының массасы бар
болғаны 4940 кг құрайтын қайың тоғайының 1 гектары күніне 47 л суды
буландырады, қылқан жапырағының массасы 31 мың кг-ға жететін шыршаның 1 га-
ры тек 43 мың л суды транспирациялайды. Бидайдың бір гектары даму кезінде
жауын-шашынның 375 мм-не сәйкес келетін 3750 т суды пайдаланады.
Транспирация коэффициенті – бұл бір мезгіл ішінде 1 кг құрғақ затты
жасау үшін транспирациялайтын су мөлшері. Бұл коэффициент өте үлкен және
өсімдіктің түріне байланысты 300-ден 1000-ға дейін ауытқып отырады. Мысалы,
1 т (құрғақ салмағы) дәнді түзу үшін 250-ден 550 т дейін (25-55 мм жауын-
шашын мөлшері) су қажет етіледі.
Булану – метереологтармен жақсы зерттелген, оның өсімдіктердің өсу
қабатының астындағы мөлшері ашық аудандағыға қарағанда әжептеуір төмен, бұл
өсімдіктің қалқалаушы рөлімен түсіндіріледі, бұл шама Еуропада жылына 1 га-
ға 1мың т деп бағаланады.
Фосфор айналымы. Фосфор нуклеин қышқылдарының, жасуша мембра-
наларының құрамына, энергия тасымалдаушы жүйеге (аденозиндифосфат,
аденозинтрифосфат), сүйек ұлпасына, дентинге (тістің негізгі бөлігін
құрайтын сүйек ұлпасының бір түрі) кіреді. Фосфор айналымы ерекшелігі
редуценттердің фосфорды органикалық түрден бейорганиклық түрге тотықтырмай
көшіретіндігінде. Фосфордың айналым циклын тұйықталған деп есептеуге
болмайды, себебі фосфаттардың басым көпшілігі мұхит шөгінделерінде қалып
отырады. Фосфор жылжымалы элемент, сондықтан оның айналымымен байланысты
процестер қоршаған ортаның көптеген факторларына тәуелді, бірінші кезекте
антропогендік факторларға. Мысалы, табиғи судың фосфор тыңайтқыштарымен,
жуғыш заттармен (детергенттермен) ластануы салдарынан суқоймалары
эвтрофтанады. Осы себептен бірқатар елдерде фосфаттарды жуғыш заттар
құрамына қосуға тиым салынған, оның балама алмастырғыштары қолданылады.
Өсімдіктердің фосфорды сіңіруі топырақ ерітіндісінің қышқылдығына
байланысты. Суда натрий мен кальций фосфаттары нашар ерісе, сілтілі ортада
мүлдем ерімейді, қышқылдық көтерілген сайын фосфаттар жақсы еритін фосфор
қышқылына айналады. Фосфор тыңайтқыштарын біліксіз артық мөлшерде қолданса,
топырақта фосфорлану деген зардап орын алуы мүмкін. Фосфор уытты элемент
болмаса да, фосфорлану кезінде тұздардың концентрациясы жоғары
болғандықтан, өсімдіктердің өсуі мен дамуы, әсіресе вегетация басталған
кезеңде тежелуі байқалады. Себебі фосфордың мөлшері топырақта көп
болғандықтан басқа элементтердің біршама тапшылығы күшейіп, өсімдіктердің
қоректенуі бұзылады, сонымен қатар экологиялық тұрғыдан зиянды ауыр
металдарды және де басқа токсиканттарды көбірек сіңіруге ықтималдығы
жоғарылайды.
Күкірт айналымы. Топырақ құрамында болатын күкірт пириттері (сұр
колчедан FeS) және халькопириттері (мыс колчеданы CuFeS2) бар аналық тау
жыныстарының, сондай-ақ өсімдік текті органикалық заттардың ыдырауы кезінде
пайда болған. Жануарлардың органикалық заттарында күкірт өте аз кездеседі.
Тамырлар топырақ күкіртін өсімдіктерде болатын кейбір амин қышқылдарын
(цистин, цистеин, метионин) сіңіру арқылы алады.
Өсімдіктер солған соң күкірт топыраққа қайтарылады. Мұны көптеген
микроағзалар жүзеге асырады. Олардың кейбірі органикалық күкіртті Н2S-ке
және минералды күкіртке айналдырса, басқалары бұл ыдырау өнімдерін
сульфаттарға тотықтырады. Соңғыларын өсімдік тамырлары сіңіріп алады,
осылайша айналымның жалғасуы қамтамасыз етіледі.
Биогенді элементтердің айналымы. Біз тірі ағзаларды толығымен
қалыптасуына маңызы зор химиялық элементтердің айналымына (көміртектің,
азоттың, сутектің, оттектің, фосфордың, күкірттің) шолу жасадық. Алайда бұл
ағзалар жеткілікті көп мөлшерде калий, кальций, магний сияқты катиондар
болмаса, және аз ғана мөлшерде қажетті микро- немесе олигоэлементтрге
жататын темір, бор, мырыш, мыс, марганец, молибден және хлор аниондары
болмаса да тіршілік ете алмайды.
Бұл элементтердің топырақтағы абсолютті шоғыры (концентрациясы), сондай-
ақ антогонизм құбылысын сипаттайтын олардың салыстырмалы шоғырлануы
(біреулерінің екіншісіне қатынасының мөлшері) өсімдік жабынының құрамын
анықтауда маңызды рөл атқарады.

Бақылау сұрақтары:
1. Биосферадағы заттар айналымы.
2. Оттек айналымы.
3. Көміртек айналымы.
4. Азот айналымы.
5. Фосфор айналымы
6. Күкірт айналымы.
7. Биогенді заттар айналымы.

15-лекция. Тақырыбы: Табиғи қорлар және табиғатты тиімді пайдалану.

Жоспары: 15.1 Табиғи қорлар және олардың жіктелуі.
15.2 Табиғи қорларды тиімді пайдаланудың жалпы
инженерлік
шаралары.

Лекция мақсаты: Табиғи қорлар және олардың жіктелуін, табиғи қорларды
тиімді пайдаланудың жалпы инженерлік шараларын түсіндіру.

Лекция мәтіні.
15.1 Табиғи қорлардың жіктелуі.
Адамзаттың күн көрісі мен тіршілік етуіне қажетті заттар және табиғатта
кездесетін жаратылыс дүниелері – табиғи қорлар деп аталады. Су, жер,
өсімдік, жан-жануар, тау-тас, қазба-байлық және өзге де тікелей не өңделген
күйінде тұрмысқа, өндіріске қажетті дүниеліктердің бәрі де табиғи қорларға
жатады. Табиғи қорларды пайдалану нәтижесінде, адамзат – азық-түлік, киім-
кешек, тұрмыс қажетін өтеуге керекті заттар, жанар-жағар майлар және
өнеркәсіпке қажетті шикізаттарды алады.
Табиғи қорлар, олардың қолдану саласына қарай - өндірістік, денсаулық
сақтауға қажетті, ғылыми, эстетикалық деп бөлінеді. Жаратылыстың құрамында
болуына қарап, олар – жер, су, орман, кен қазбалары деп тағы да
жіктелінеді. Сонымен қатар, мөлшеріне қарай сарқылатын және сарқылмайтын
болып та топтасады.
Сарқылатын қорларды қайталанатын, салыстырмалы қайталанатын және
қайталанбайтын деп жіктеу де жоқ емес (15.1-сурет).

15.1-сурет. Табиғи қорлардың жіктелуі.

Қайталанбайтын қорларға, адамзаттың пайдалануы барысында қайта пайда
болмайтын және қайта қалпына келуі өте ұзаққа созылатын жаратылыс заттары
тән. Бұлардың қатарына, пайдалы кен қазбаларын жатқызуға болады.
Салыстырмалы қайталанатын қорларға – қайталанбайтын қорларға қарағанда,
өзінің бастапқы күйін қайта қалпына келтіре алатын жүйелер жатады. Бұл
қорлардың бір түрі ретінде, жер бетінің топырақтағы қыртысын келтіруге
болады.
Қайталанатын қорлар – өсімдіктер және жан-жануарлар дүниесі, кейбір
минералды кен көздері.
Сарқылмайтын қорларға – ғарыш, ауа райының әсері және су көздері
жатады.
Ғарыш қорларына – күн сәулесінің радиациясы, теңіз тартылуы мен тасуы
жатады.
Ауа райы қорларына – атмосферадағы ауа, жел энергиясы, жауын-шашын
жатады.
Су қорлары – жер бетіндегі су көздері.
Су қорлары. Су - жер бетіндегі тіршілік көзі болып табылады. Су -
сусын ретінде, еріткіш ретінде, тұрмыс қажетін өтеуде, ауыл шаруашылығында,
балық шаруашылығында және т.б. салаларда кеңінен қолданылады. Су қоры деген
ұғымды, тұщы су мөлшерінің қоры деп түсінген дұрыс. Адамзат тіршілігінде
көп пайдаланылатыны - өзен сулары. Көл сулары сиректеу пайдаланылады. Су -
үнемі қозғалыста және айналымда болады.
Энергетикалық қор. Энергетикалық қорлардың қайталанбайтын қатарына -
көмір, мұнай-газ, торф, сутегі, гелий, литийлер, ал қайталанатын түрлеріне
- фотосинтез өнімдерінің энергиясы, гидроэнергия, булану және жауын-шашын
энергиясы, жел энергиясы, жылу энергиясының түрлері жатады. Энергияның сан
алуан түрлі болуына қарамастан, адамзат баласы, оның санаулы бөлігін ғана
пайдаланады. Ғылым мен техника дамығанға дейін, негізгі энергия көзі
ретінде, адамзат бұлшық етінің қимылы мен жануарлар қозғалысының
энергиялары, жел энергиясы, ағаш отынның энергиясы пайдаланылып келді.
Мұнай-газ, көмір, гидроэнергиялардың пайдалана бастағанына да біршама уақыт
болып қалды. Соңғы жылдары, атом энергиясын жүйелі түрде пайдалану жолға
қойылып отыр. Сондай-ақ, жер қойнауындағы ыстық су көздерін пайдалану да
маңызды болып отыр. Күн көзінің энергиясын тиімді пайдалану, оны сақтау –
адамзат баласының шешімін табар мәселелерге жатады.
Жер қоры. Жер қорының ең басты бөлігі болып, дақылдар егіліп өнім
алынатын жер қыртысының беткі бөлігі – топырақ болып табылады. Топырақ
құрамы өте күрделі. Онда минералдық заттармен қатар, түрлі органикалық
дүниеліктер, микроорганизмдер кездеседі.
Жер бетінің толық ауданы 510 млн. км2 болса, соның құрлыққа тиесілі
үлесі – 149 млн.км2 (29,2%). Сонымен қатар, жер бетінің өзі, әр түрлі
категорияларға бөлінеді (15.1-кесте).

15.1-кесте. Жер шарындағы жер қорының категориялары

Жер категориялары Ауданы Құрлық ауданымен
(млн.км2) салыстырғандағы
үлесі, %
Мұздақтар (ледниктер) 16,3 11,0
Полярлы және биік таулы бос аймақтар 5,0 3,3
Тундра және орманды тундра 7,0 4,7
Тундрадан тыс батпақты аймақ 4,0 2,7
Өзен, көл және су қоймалары 3,2 2,1
Суарылмайтын бос аймақ, шың-құз,
жағалауындағы құмдауыт 18,2 12,2
Орман 40,3 27,0
Табиғи жайылым, жайлау аймағы 28,5 19,0
Өңделетін жер аймағы 19,0 13,0
Өнеркәсіп және қалалар орналасқан мекен 3,0 2,0
Эрозияға, батпақтануға, сорлануға
ұшыраған аймақтар 4,5 3,0
Жиынтығы 149 100

Орман қоры. Қоршаған ортаның жақсаруына, су жер қорларының жақсы
сақталуына, орманның тигізер әсері мол. Орман ағаштарының фотосинтезде
атқарар маңызы орасан. Жер бетіндегі өсімдіктер, ағаштар жылына 100 млрд.
тонна фитомасса түзсе (құрғақ массаға шағып есептегенде), оның ішінде
құрлық бетіндегі көк жамылғы 64 млрд. тонна, ал орман ағаштары 38 млрд.
тонна (60%) құрайды. Орман ағаштары сарқылатын және салыстырмалы
қайталанатын қорлар қатарына жатады. Бұл орайда, жүздеген жылдар бойы
жетілген 30-35 га аумақтағы ағаштарды, орташа қағаз-картон комбинатының бір
күнде іске пайдаланатынын айтып өтуіміз, оның қандай қорға жататындығын
хабардар етсе керек.
Жан-жануалар әлемі. Жер бетінде 1,5 млн-ға жуық тіршілік ететін тірі
организмдер бар. Олардың 1 миллионға жуығы жануарлар болып келеді. Осы
жануарлар биомассасы, сан жағынан едәуір мөлшерде болғанымен, тірі
организмдер биомассасының 1%-ын ғана құрайды. Адамзат пен жануарлар
дүниесінің қарым-қатынасы өте күрделі. Кейбір жануарларды қырып-жою
нәтижесінде, ондай түрлер бітуге айналғандықтан, арнаулы қорықтар
жасалынып, олар тиісті мекемелердің қадағалауы мен бақылауына алынып отыр.
Минералдық қор. Бұл қордың қатарына металл және металл емес заттардың
кен көздері – мұнай, газ, тас, тас көмір және жер асты сулары жатады.
Аталған дүниеліктердің пайда болуы намесе қайта қалпына келуіне қарағанда,
оларды пайдалану қарқыны өте жоғары болғандықтан, олар сарқылатын қор
түріне жатады. Бұл орайда, аталған дүниеліктерді, олардан алынатын
шикізаттарды қалдықсыз өңдеудің орасан зор маңызы бар екендігін атап өту
қажет.
Кейбір минералдық заттар, адам тіршілігіне ауа мен судай қажет. Мысалы,
ас тұзы, ізбес, құм, фосфорит, калий тұздары және т.б. Бұларға қарағанда,
металл және мұнай-газ кен көздерінің қоры шектеулі және шағындау. Жер
бетіндегі металл қорларының мөлшері 15.2-кестеде көрсетілген.

15.2-кесте. Кейбір металл қорының мөлшері (млн.т.)

Металл Дүние жүзіндегі қоры
Темір 141000
Марганец 450
Никель 16
Вольфрам 14
Мыс 270
Алюминий 1100
Қорғасын 80
Мырыш 140

Жер қойнауындағы кен көздерінен шикізат өндіру қарқыны жыл сайын арта
түсуде. Мысалы, соңғы 100 жыл ішінде – көмір, темір, марганец және никельді
пайдалану мен өндіру 50-60 есе, ал вольфрам, алюминий, молибден және
калийді пайдалану мен өндіру 200-1000 есе аралығында артты.
Тау-кен жыныстары. Бұл қорға литосфераның 17 км тереңдікке дейінгі
қабаты жатады. Жер қыртысының бұл бөлігінде кремний - 27,72%, алюминий -
8,13%, темір - 5%, кальций - 3,6%, натрий - 2,38%, калий - 2,59%, магний -
2,09% мөлшерінде кездеседі.
Жер қойнауында ұшырасатын кейбір кен көзіндегі шикізат қоры, оны
белгілі мерзім аралығында пайдалану мөлшеріне қарағанда аз болып саналады.

15.2 Табиғи қорларды тиімді пайдаланудың жалпы инженерлік шаралары.
Тұрмысқа, тіршілікке қажетті өнімдерді алу үшін, жаратылыста кездесетін
табиғи қорларды, шикізаттарды өңдеп, олардан әр түрлі бұйымдар немесе азық-
түлік өнімдері даярланады. Демек табиғи қорларды, олардағы шикізат
көздерін, зат айналым циклына қарастырады.
Адамзат баласының табиғи қор көзінен шикізаттың бір немесе бірнеше
түрін, өзінің өңдеу, пайдалану сатысында тасымалдауы, олардың өзгеріске
ұшырауы – қордың айналымы деп аталады.
Табиғатта, зат айналымы тұйықталған тізбек бойымен іске асатыны
белгілі. Ал, қордың айналымын немесе антропогенді айналымды, тұйықталған
тізбек бойымен іске асады деуге болмайды. Өйткені, теңізден буланған су
қайтадан жауын-шашын түрінде қайта оралса, шахтада өндірілген көмір,
қайтадан көмір түрінде шахтадағы кенге келіп қосылмайды.
Қорлардағы шикізатты өңдеу, тасымалдау барысында, әр түрлі
себептердің салдарынан, олардың шығыны орын алады. Мысалы, тас көмірді
химиялық өңдеуден соң, одан - фенол, бензол, толуол, кокс және т.б. әр
түрлі заттар алынған болар еді. Осы қорларды өңдеу, тасымалдау барысында,
адамзат мол энергия жұмсайды. Алынған өнімдерді пайдалану нәтижесінде, әр
түрлі материал-бұйымдар дайындауда түзілетін қалдық заттармен қоршаған
ортаны ластайды. Демек, қоршаған ортаны ластаудың басты көзі – табиғи
қорларды айналымға түсіргенде түзілетін қалдықтар мен зиянды заттар болып
табылады.
Мысалы, көмірді, отынды жағу барысында түзілген көмір қышқыл газы,
табиғаттағы газ құрамын және олардың күйін өзгертеді. Ал бұл, биосферада
фотосинтезге қатынасып, көмір қышқыл газын органикалық қосылыстарға
айналдыратын көшеттер мен ағаш түрлерінің өзгеруіне, тіпті кейбірінің
жойылуына әкеліп соқтырады.
Табиғи қорлардан шикізат алу, оларды өңдеу – бәрі де сол өзгеріс
сатысындағы қиындықты мейлінше азайтуды, өнімділікті жоғарылатуды талап
етеді. Ал оны, ғылым мен техника саласындағы озық технологияны, инженерлік
тиімді тәсілдерді пайдаланбай жүзеге асыру мүмкін емес.
Инженерлік шешімдер қатарында, қоршаған орта экологиясын бұзбай,
технологиялық жетістіктерді шикізат өндірісі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Биоценез, биогеоценоз туралы түсініктер
Қауымдастықтар мен экожүйелер экологиясы – синэкология
Экологиялық мектептердің қалыптасуы. Осы күнгі экологияның негізгі бөлімдері. Экологияның қатысуымен шешілетін теориялық және қолданбалы мәселелер
Биоценоза, биогеоценоза және экожүйе түсініктері
Сүтқоректілер экологиясы
Экология пәні бойынша Обсөж сабақтарының әдістемелік нұсқауы
Заңды тұлғалардың жауапкершілігі. Азаматтық құқық
Қазіргі экология міндеттер мен биоресурстар
Популяциялар экологиясы – демэкология жайлы мәлімет
Экологиялық сукцессия туралы
Пәндер