Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Биогеохимия почвы

Глава V. УГЛЕРОД В БИОСФЕРЕ И ПОЧВАХ

 

В.А. Ковда

В.А. Ковда

 

Смотрите также:

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

 

Книги Докучаева

докучаев 

Фитоценология

 

Химия почвы

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Общая биология

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

 

После кембрия было пять крупных циклических процессов и два ослабленных. Процессы связывания углерода получали максимально выраженное/ накопление карбонатов и захоронения органики в осадочных породах в периоды океанических трансгрессий на сушу (Малиновский, 1982). В отдельные периоды при этом концентрация С02 опускалась до 100 ррш, но в периоды интенсивного вулканизма поднималась до 900 ррш (Малиновский, 1982). Общая направленность вела к уменьшению концентрации С02 в атмосфере в конце третичного периода и колоссальному накоплению в литосфере углерода органических веществ и масс карбонатов.

 

Первые примитивные растения появились на суше около 450 млн. лет назад, а около 350 млн. лет назад растения стали завоевывать сушу и менять атмосферу (Ward, Dubos, 1972). Последовательное развитие на суше мощного покрова псилофитов, папоротников, хвощей, плаунов, голосеменных, покрытосеменных (в особенности древесных форм) в геологическом времени сопровождалось образованием антрацита, каменного угля, бурого угля, торфов (Таусон, 1947) и соответственно накоплением кислорода в атмосфере. Оба процесса снижали относительный и абсолютный уровень концентрации углекислоты в атмосфере и способствовали повышению концентрации кислорода.

 

Таким образом, фотосинтез и образование органических веществ и карбонатов, захоронение их на многие миллионы лет, защита их от разложения привели к созданию современной атмосферы с низкой концентрацией углекислоты. За время биологической фазы существования Земли создалась кислородная атмосфера (20% кислорода) с содержанием двуокиси углерода около 280—290 ррт. Это была среда, в которой появился человек. Как показано на рис. 15, концентрация С02 в 1977 г. достигла в атмосфере 335 ррт. Ее основные запасы сосредоточены в океане (38 400 • 109 т) и в земной коре (12 000 • 109 т).

 

В среднем живое вещество суши содержит в расчете на сухую массу 40—50% углерода, который также изъят из атмосферы. Биомасса суши составляет не более 1013 т. Общая масса живого и мертвого наземного и внутрипочвенного органического вещества суши составляет 4682 • 109 т (Speidel, Agnew, 1982). Таким образом, до п • 1012 т углерода связано в живом и мертвом органическом веществе и в почвенном покрове. Примерно столько же углерода органики присутствует в растворенной форме в водах океана. Надо отметить неточность всех этих величин. Они расходятся у разных авторов на один-полтора порядка. Наиболее исчерпывающий обзор количественных показателей к балансу углерода был составлен ЭJV1. Галимовым (1968).

 

По оценкам зарубежных ученых (Baes, Goeller, 1976; Bolin et al., 1979) и нашим сопоставлениям, в сумме биосфера и ее живое вещество, т.е. тот механизм, который связывает углерод и космическую энергию, содержат в каждый данный период в своей биомассе лишь менее 1% всего количества углерода, поступившего из земной мантии в атмосферу (16) . Но к^к поразительно эффективен был и остался этот механизм, преобразовавший безжизненную планету в современную Землю — мать всего живого и прекрасного!

 

Появление значительных количеств биогенного кислорода в атмосфере и в стратосфере в дальнейшем способствовало возникновению озонового экрана, защищающего живые организмы от губительного действия космических лучей (главным образом ультрафиолетовых). Ныне кислород интенсивно потребляется индустрией, транспортом, в быту человека. На все формы сжигания топлива, на металлургическую и химическую продукцию и на дополнительное окисление различных отходов ежегодно расходуется до 10—20 • 109 т кислорода. Ежегодная фотосинтетическая продукция кислорода составляет 120—190 • 109 т. Таким образом, ежегодный дополнительный расход кислорода, вызванный антропогенными факторами, составляет не менее 10—16% от его биогенного образования. Есть основание для тревоги и принятия мер по сохранению нормального содержания кислорода в атмосфере.

 

Та часть кислорода, которая связывается в карбонатах или в органическом веществе, уходящем в континентальные или в морские осадки, выключается на сотни, тысячи и миллионы лет из атмосферы и биосферы. Необратимо связываются значительные массы кислорода в процессах выветривания минералов, на окисление добываемых металлов и сульфидов, на интенсивное глинообразование и на гидратацию окислов и глин. Все эти процессы усилились в настоящее время на планете, но количественно они еще не уточнены.

 

Мнения ученых расходятся в оценке опасности дефицита кислорода в биосфере. Большинство американских исследователей считают, что этот вопрос неактуален. Советские исследователи А.А. Ничипорович (1972а, б), А.С. Оканенко (1972) неоднократно подчеркивали, что путем увеличения общеземного коэффициента использования физиологически активной радиации (КПД ФАР) с 0,2-0,5 до 1-2% можно решить проблему воспроизводства необходимого количества кислорода. Успехи современной агрономии, генетики, агрохимии и мелиорации почв позволяют рассчитывать на значительно большее реальное повышение КПД ФАР в будущем — до 3-5-8%.

 

Почвенный покров суши и мелководий, обогащенный энергией, биофильными элементами, влагой и гумусом , как и*озоновый экран, играет роль защиты и оптимизирует условия существования живого вещества. Продолжительность существования органических веществ в почвах (их цикл от синтеза до минерализации) в среднем составляет около 300—500 и до 1000 лет. Отдельные фракции гумусовых веществ в почвах имеют возраст до 2000 лет.

 

Озоновый щит в стратосфере и почвенный экран на суше — важнейшие общепланетарные условия существования и воспроизводства живого вещества и жизни на Земле. Сохранение этих условий является неотложной задачей человечества в настоящем и будущем. Эти задачи могут и должны решаться на основе рационального расширения площади и растущей биологической продуктивности экологических систем лесного, сельского и водного хозяйства.

 

 

 

К содержанию книги: Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова

 

 

Последние добавления:

 

Глазовская. Почвоведение и география почв

 

Сукачёв: Фитоценология - геоботаника

 

Сукачёв. БОЛОТОВЕДЕНИЕ И ПАЛЕОБОТАНИКА

 

ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА

 

Жизнь в почве  Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников

 

 Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ  Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы

 

Почвоведение - биология почвы

 

Происхождение и эволюция растений