Các chu kỳ và dinh dưỡng

Các chu kỳ và dinh dưỡng Năng lượng mà chảy vào hệ sinh thái không thể được tái chế. Một khi năng lượng được sử dụng, nó sẽ bị mất. Nhưng nó được liên tục lặp đi lặp lại nhiều bổ sung nếu hệ sinh thái là không ngừng hoạt động. Các dưỡng chất hóa học quan trọng, tuy nhiên, được sử dụng nhiều lần. Họ đang đạp xe giữa sống và nonliving thành phần của hệ sinh thái. Nói chung, họ bắt đầu ở phần bất lợi vô sinh của hệ sinh thái (nước, đất và không khí). Sau đó, họ nhập vào các cơ quan của thực vật và động vật và trở lại vào môi trường bất lợi vô sinh. Sự chuyển động của các vật liệu và các chất dinh dưỡng giữa môi trường sống và nonliving rõ ràng cho thấy các interrelatedness của những thành phần bất lợi vô sinh và sinh học trong hệ sinh thái. Trong số các vật liệu tái chế và chất dinh dưỡng được carbon, oxy, nước, nitơ, và phốt pho. Sau khi nghiên cứu chương này, bạn sẽ có thể 1. Xác định các chất dinh dưỡng khác nhau có thể được tái chế. 2. Giải thích nước, cacbon và oxy, nitơ, phốt pho và các chu kỳ. 3. Thảo luận về tầm quan trọng của mỗi chu kỳ. 4. Thảo luận về cách mọi người ảnh hưởng đến các chu kỳ. 5. Phân biệt các vi chất dinh dưỡng từ macronutrients 2.1. Tầm quan trọng của chu kỳ dinh dưỡng Năng lượng từ mặt trời đổ ra nhà máy đi vào các động vật ăn cỏ mà ăn nhà máy, để ăn thịt, và cho người tiêu dùng cuối cùng cho đến khi năng lượng bị mất vào hệ sinh thái. Năng lượng không trở về nguồn. Nó không thể được sử dụng hơn và hơn nữa. Ngược lại, khi các cơ quan của thực vật và động vật chết phân hủy, chúng được đổi thành các chất dinh dưỡng thông qua các hành động của các vi khuẩn và nấm. Các chất dinh dưỡng được lưu trữ trong môi trường bất lợi vô sinh như đất. Các chất dinh dưỡng có thể được sử dụng một lần nữa bởi các nhà máy. Các loài thực vật được ăn do động vật và khi các con vật chết, họ bị phân hủy thành các chất dinh dưỡng. Các dưỡng chất này có thể được sử dụng hơn và hơn nữa. Bằng cách này, một chu kỳ của các chất dinh dưỡng được thành lập. Chu trình các chất dinh dưỡng là một quá trình quan trọng diễn ra trong hệ sinh thái. Thông qua các chu kỳ của các chất dinh dưỡng, các hợp chất hữu cơ tìm thấy trong các cơ quan của sinh vật được chuyển thành các hợp chất vô cơ mà phục vụ như là chất dinh dưỡng để các sinh vật khác. Trong cả hai quá trình dòng chảy năng lượng và chu trình dinh dưỡng, các nhà máy cung cấp các liên kết mà theo đó các thành phần sinh vật và vô sinh tương tác với nhau. Insightfulness Năng lượng không thể tái chế. Khi sử dụng, nó bị mất vào hệ sinh thái. Các chất dinh dưỡng trong hệ sinh thái có thể được sử dụng hơn và hơn nữa. Chúng được bắt đầu đạp xe từ môi trường nonliving: không khí, nước, và đất. Sau đó, các chất này được đưa vào bởi người sản xuất và được thông qua ngày thông qua một số người tiêu dùng. Họ được trả về với môi trường nonliving bởi phân huỷ. Chất dinh dưỡng có thể được phân thành hai loại, cụ thể là, các macronutrients và các vi chất dinh dưỡng. Các macronutrients là những người được yêu cầu của các sinh vật với số lượng lớn. Ví dụ như carbon, hydro, oxy, và nitơ. Lưu huỳnh, phốt pho và kali cũng macronutrients nhưng là cần thiết bởi các sinh vật với số lượng nhỏ hơn. Các vi chất dinh dưỡng cần thiết ở lượng rất nhỏ. Họ cũng thiết yếu cho cuộc sống. Ví dụ như đồng, kẽm, sắt, và boron. Các macronutrients là các thành phần chính của chất béo và carbohydrates. Họ make-up các cấu trúc tế bào thực vật và động vật. Các bức tường tế bào thực vật, ví dụ, được tạo nên từ một chất rất cứng được gọi là cellulose. Cellulose được tạo thành ba yếu tố với một tỷ lệ 7,2 nguyên tử cacbon, hydro và oxy 8 1. chất này làm cho thành tế bào rất vững chắc và cứng nhắc. Nó cho biết thêm sức mạnh để nhà máy. Nitơ, cacbon, hydro, oxy và các khối xây dựng của protein. Phốt pho chiếm nhiều axit nucleic và cũng rất cần thiết cho việc chuyển đổi năng lượng trong tế bào. Các vi chất dinh dưỡng là quan trọng như các macronutrients. Magiê, ví dụ, là cần thiết trong sản xuất chất diệp lục. Hướng dẫn câu hỏi 1. Điều gì sẽ xảy ra với năng lượng từ mặt trời khi nó đi vào đến hệ sinh thái? 2. Điều gì xảy ra với xác chết của thực vật và động vật trong hệ sinh thái? 3. Xác định macronutrients và vi chất dinh dưỡng. 4. Tạo một danh sách các vi chất dinh dưỡng và macronutrients, và cung cấp cho các chức năng của họ? 5. các thành phần của cellulose là gì? 2,2 chu kỳ nước Như với bất kỳ chu kỳ, chu kỳ nước đã không bắt đầu hoặc kết thúc. Tuy nhiên, nó rất hữu ích để chọn một điểm khởi đầu. Chúng ta hãy bắt đầu với hơi nước trong khí quyển. a) b) Hình 2.1: Các nước chu kỳ Khi nước trong khí quyển đạt đến độ bão hòa (số tiền cao nhất của độ ẩm mà không khí có thể giữ), nó rơi xuống như mưa. Điều này rơi trực tiếp với đất và các cơ quan của nước giống như các đại dương và biển. Một số chảy trên bề mặt của đất nước vào sông. Mưa rơi trên đất được hấp thụ bởi các nhà máy thông qua các rễ cây và uống của động vật. Một số thấm sâu vào đất và trở thành một phần của nước dưới đất, mà cuối cùng đổ vào đại dương. Các tiến trình ngưng tụ và lượng mưa có trách nhiệm trả lại nước từ không khí vào trong đất và các cơ quan khác của nước. Các nước từ đất đai và cơ quan khác trở về nước vào khí quyển qua quá trình bốc hơi. Cây cảnh trở về nước theo quy trình được biết đến như là transpiration, trong khi động vật làm được điều này thông qua hô hấp. Nước tích tụ lại trong bầu khí quyển như là đám mây và rơi xuống như mưa. Hướng dẫn câu hỏi 1. bão hòa là gì? 2. bốc hơi là gì? 3. hô hấp là gì? 4. Trace con đường của chu kỳ nước. 2.3. Cacbon và chu trình oxy Phần lớn carbon trong môi trường tồn tại ở dạng khí carbon dioxide. Cây hấp thụ khí này mặc dù các lá và sử dụng trong quá trình quang hợp. Oxy được sinh ra trong quá trình này. Động vật và người tiêu dùng khác có được thực phẩm của họ cũng như nhu cầu ôxy của họ từ các nhà máy. Trong quá trình hô hấp, thực phẩm được chia thành CO2 và nước mà được trả lại vào khí quyển. Hình 2.2: Các chu kỳ cacbon và oxy Khi động vật và thực vật chết đi, cơ thể của họ và các vùng nước được chia theo các phân huỷ. Trong quá trình này, CO2 được sản xuất và quay trở lại bầu khí quyển. Đôi khi các sinh vật chết không bị phân hủy nhanh chóng. Khi điều này xảy ra, cơ quan đã chết thay cho than, dầu, khí đó trở thành nhiên liệu hóa thạch sau một thời gian dài. Khi đốt, nhiên liệu hóa thạch giải phóng khí carbon dioxide vào khí quyển. Insightfulness Carbon dioxide là hiện tại trong không khí từ chất thải, các cơ quan của sinh vật chết, và các nhiên liệu hóa thạch. Các nhà máy sử dụng CO2 trong quá trình quang hợp. Động vật có được thức ăn từ thực vật và CO2 phát hành mặc dù quá trình hô hấp. Phân huỷ và đốt cũng phát hành CO2 ra môi trường. phun trào núi lửa phát ra lượng khí carbon dioxide. Các phun trào của núi lửa các vật tư tươi carbon trong khí quyển từ phần sâu sắc hơn về nội thất của trái đất. Carbon dioxide kết hợp với nước và canxi cacbonat hình thức (CaCO3). Hợp chất này được sử dụng trong sản xuất vỏ của động vật như trai và sò. Khi vỏ sinh vật chết, các cacbonat canxi có thể giải thể hoặc là một phần của các loại đá cacbonat phục vụ như là một môi trường đệm và lưu trữ carbon trong nhiều năm. Trong quá trình phong hóa, carbon dioxide là một lần nữa được thả vào môi trường. Hướng dẫn câu hỏi 1. các nguồn khí carbon dioxide là gì? 2. các nguồn oxy là gì? 3. Làm thế nào là carbon phát hành từ các loại đá cacbonat vào bầu khí quyển? 4. Làm thế nào là nhiên liệu hóa thạch được hình thành? 5. Những gì hai quá trình quan trọng có liên quan đến chu kỳ cacbon và oxy? Thảo luận về các quá trình này. 2.4. Chu trình nitơ Nitơ là một yếu tố quan trọng đối với cuộc sống. Nó là một thành phần quan trọng của protein và axit nucleic. Khí nitơ chiếm khoảng 78 phần trăm của không khí trong khí quyển. Tuy nhiên, nó không thể được sử dụng trực tiếp của thực vật và động vật. Các nhà máy sử dụng nó ở dạng nitrat. Bạn hít một lượng lớn nitơ nhưng nó vẫn còn trong cơ thể của bạn không thay đổi. Hình 2.3: Chu trình nitơ Nitơ trong khí quyển được chuyển thành nitrat trong hai cách: (1) do tác động của sét và (2) bởi hành động của sinh vật chuyên ngành. Hoạt động điện (sét) trong cơn dông chuyển nitơ thành nitrat nhưng chỉ có một số lượng nhỏ. Các nitrat được sản xuất bởi quá trình này rơi xuống trái đất với những cơn mưa. Các sinh vật chuyển đổi nitơ được vi khuẩn, tảo, và nấm, trong đó vi khuẩn là quan trọng nhất. Vi khuẩn cố định đạm nitơ trực tiếp chuyển đổi thành nitrat mặc dù quá trình gọi là nitơ định hình. Ví dụ về các vi khuẩn cố định đạm là Rhizobium, mà sống trong rễ của cây họ đậu như đậu, đậu Hà Lan, và đậu phộng. Các liên kết giữa Rhizobium và rau đậu các hình thức sưng khu vực trong các nốt sần được gọi là rễ. Nitrat được hình thành trong nốt sần. Các hợp chất này sau đó được sử dụng bởi các nhà máy để xây dựng protein, hoặc vẫn còn trong đất như phân bón. Do đó, các cây họ đậu là cây trồng luân chuyển quan trọng vì chúng giúp duy trì màu mỡ của đất. Điều này giải thích tại sao nông dân rau đậu thực vật trong đất trước khi trồng cây mới. Phân huỷ phá vỡ các protein trong các cơ quan của thực vật, động vật và chất thải của họ. Trong quá trình này, ammonia được sản xuất. Amoniac có thể được sử dụng trực tiếp bởi một số nhà máy nhưng những người khác có thể không. Họ phải chuyển đổi này thành nitrat thông qua các vi khuẩn cố định đạm. Quá trình chuyển đổi ammonia để nitrat được gọi là nitrat hóa. Các loài thực vật này sau đó có thể có được nitrat tổng hợp axit amin và protein. Các nitrat được sản xuất bởi các vi khuẩn cố định đạm được chuyển thành nitrit bởi một nhóm vi khuẩn gọi là vi khuẩn nitrite. Nitrit sẽ được chuyển đổi thành nitơ do denitrifying vi khuẩn trong quá trình gọi là denitration. Denitration hoàn thành chu kỳ nitơ. Insightfulness - Sự phức tạp nhất của các chu kỳ dinh dưỡng là chu kỳ nitơ. Nó bao gồm nhiều vi sinh vật. - Nitơ có thể không được sử dụng trực tiếp bởi các nhà máy. Nó phải được chuyển thành nitrat. - Lightning, vi khuẩn cố định đạm, phân huỷ và chuyển đổi nitơ thành nitrat. - Denitrifying vi khuẩn chuyển đổi thành nitrit nitơ, do đó hoàn thành chu kỳ nitơ. - Thực vật sử dụng nitơ để tổng hợp axit amin và protein. Điều gì sẽ xảy ra nếu các nitrat không được hấp thụ bởi các nhà máy? Đây có phải là mang lại lợi ích cho đất? Nếu nitrat không được hấp thụ bởi các nhà máy, họ bị cuốn trôi bởi mưa lớn. Quá trình này được gọi là lọc. Lọc cống đất các chất dinh dưỡng của nó mà là cuối cùng bị mất vào các con sông và trầm tích biển nông. Những nitrat nhập vào chuỗi thức ăn biển và được trả về với đất do phân của chim biển. Những phân được gọi là phân chim, được một lần một nguồn cung cấp chính trên thế giới của phân bón. Hướng dẫn câu hỏi 1. quan trọng của nitơ là gì? 2. hình thức hữu ích của nitơ là gì? 3. Làm thế nào là chuyển đổi thành nitơ nitrat? 4. cố định nitơ là gì? 5. Phân biệt giữa nitrat hóa và denitrification. 6. Giải thích lọc. vai trò của nó trong chu trình nitơ là gì? 2.5. Chu trình phốt pho Phốt pho là rất cần thiết cho cuộc sống. Nó là một thành phần của màng tế bào, axit nucleic, và adenosine triphosphate - tiền tệ năng lượng của tế bào. Hình 2.4: Các chu trình phospho Phốt pho được tìm thấy tự nhiên trong môi trường ở dạng phốt phát. Phốt phát trong đất đá đến từ phosphate. Mặc dù quá trình phong hóa, các phốt phát được kết hợp vào trong đất dưới các hình thức hòa tan hoặc không hòa tan. Các loài thực vật hấp thu phosphate và sử dụng nó để tổng hợp protein. Các loài động vật có được phosphate từ các nhà máy họ ăn. Khi các loài thực vật và động vật chết, phân hủy mang lại các phosphate vào trong đất. Phosphate trong đất có thể bị cuốn trôi vào trầm tích biển nông của phương tiện lọc. Nó cũng có thể đạt đến các trầm tích đại dương sâu. Từ các trầm tích biển nông, các phốt phát được trả lại cho đất dưới hình thức tiền gửi phân chim cá biển và trầm tích. Phốt phát trong trầm tích đại dương sâu được tái chế lại cho đất bằng phương tiện của upwelling. Nếu upwelling không diễn ra, phosphate trở nên tích hợp vào các đá phosphate. Phosphate đá được khai thác để sử dụng trong sản xuất phân bón phốt phát. Mặc dù lọc, các phốt pho trong phân bón này bị mất từ đất. Con người do đó đẩy nhanh tốc độ mất của phosphate có sẵn. Điều này có thể có tác động nghiêm trọng đến việc cung cấp phốt pho cho nông nghiệp trong tương lai. Insightfulness - Phosphorus trình bày trong đất ở dạng phốt phát. Mặc dù thời tiết, các loại đá phosphate đóng góp vào số lượng phosphate trong đất. - Phosphate được lấy tại các nhà máy và thông qua vào chuỗi thức ăn. Khi thực vật và động vật chết, vi khuẩn chuyển đổi các xác chết vào phốt phát và trả lại chúng vào đất. - Phân chim mỏ là nguồn tốt của phốt phát. các hoạt động nhân đã thay đổi chu kỳ của vật liệu trong môi trường. Khi người ta chặt cây hoặc phá hủy rừng tại một khu vực, nước mưa vẫn tiếp tục chảy cho đến khi nó cuối cùng đã đạt đến biển thay vì tăng lên khí quyển và rơi trở lại vào rừng. Việc tiêu hủy lớn của các khu rừng thay đổi điều kiện môi trường, do đó, rừng không bao giờ có thể phục hồi cả. Hình 2.5: dinh dưỡng tốt Tương tự, phá rừng cũng ảnh hưởng đến việc gắn kết các nitrat trong đất mặc dù lọc. Điều này hạn chế mất nitơ sự tăng trưởng của cây và nước ngầm gây ô nhiễm. Chu trình phốt pho cũng đã bị phá vỡ bởi các hoạt động của con người đặc biệt là trong các hệ sinh thái nước. Người sử dụng nhiều phân bón nông nghiệp và chất tẩy rửa trong đó phốt phát là thành phần chính. Khi phốt phát từ phân bón và chất tẩy rửa chạy ra thành hồ, họ kích thích sự tăng trưởng nhanh chóng của tảo và thực vật thuỷ sản khác gây nở hoa tảo. Tình trạng này được gọi là dinh dưỡng tốt. Khi cây tuổi và chết, phân hủy diễn ra và sử dụng lên rất nhiều oxy gây ra cái chết của cá và động vật khác. Hướng dẫn câu hỏi 1. tầm quan trọng của phốt pho là gì? 2. Những gì các quy trình có liên quan đến chu kỳ của phốt pho? 3. Trong những cách có người bị thay đổi chu kỳ của các chất dinh dưỡng trong môi trường? 4. Xác định tảo nở hoa. Như thế nào dẫn đến hiện tượng phú dưỡng? 5. ảnh hưởng của dinh dưỡng tốt là gì? Từ vựng Tảo nở hoa: Rất nhanh chóng tăng trưởng của tảo ở vùng nước bề mặt do tăng chất dinh dưỡng vô cơ, đặc biệt là phốt pho và nitrogens. Bảo tồn: Quy trình giảm sử dụng tài nguyên thông qua tái chế, giảm nhu cầu, và tăng cường sử dụng hiệu quả. Denitrifying vi khuẩn: Vi khuẩn nitrat chuyển đổi thành khí nitơ. Denitrification: Quy trình chuyển đổi nitrate thành khí nitơ. Dinh dưỡng tốt: Tích lũy các chất dinh dưỡng trong một hồ nước hoặc ao do sự can thiệp của con người hoặc các nguyên nhân tự nhiên. Bốc hơi: Quá trình thay đổi trạng thái của một chất lỏng hoặc rắn để một chất khí hoặc hơi. Vanishing của bề mặt của một chất lỏng vào khí quyển. Lọc: Quá trình mà chất dinh dưỡng hoặc chất gây ô nhiễm hoá chất bị giải thể và mang đi bởi nước, hoặc đang di chuyển vào một lớp dưới của đất. Nitrate: anion vô cơ có chứa ba nguyên tử oxy và một nguyên tử nitơ. Nitơ định hình: Một quá trình theo đó vi khuẩn cố định nitơ sống trong các hiệp hội mutualistic với các nhà máy chuyển đổi nitơ trong khí quyển đến các hợp chất nitơ mà cây có thể sử dụng trực tiếp. Vi khuẩn: Nhóm duy nhất - vật bào chịu trách nhiệm cho các chức năng như phân rã của các chất hữu cơ và tái chế chất dinh dưỡng. Chất dinh dưỡng: Chất thực hiện bởi một tế bào từ môi trường của nó và được sử dụng trong các phản ứng catabolic hoặc đồng hóa. . Thảo luận về cách mọi người ảnh hưởng đến các chu kỳ. 5. Phân biệt các vi chất dinh dưỡng từ macronutrients 2.1. Tầm quan trọng của chu kỳ dinh dưỡng Năng. các vi chất dinh dưỡng và macronutrients, và cung cấp cho các chức năng của họ? 5. các thành phần của cellulose là gì? 2,2 chu kỳ nước Như với bất kỳ chu