Глобальный цикл фосфора.

Фосфор также является одним из важнейших химических элементов экосферы, поскольку он играет огромную роль в биологических и биогеохимических процессах. Фосфор – необходимый элемент ДНК и фосфолипидных молекул клеточных мембран. Наряду с азотом, он контролирует продуктивность наземных и морских экосистем вследствие невысокого содержания этих элементов экосистемах.

Основные запасы фосфора сосредоточены в экосистемах суши, океанах и отложениях наносов в водоемах. Газообразных форм фосфора практически не существует, и поэтому в атмосфере его нет. В литосфере подавляющая часть фосфора (95%) сосредоточена в кристаллических породах – апатитах. Почти весь фосфор суши первоначально образовался вследствие выветривания апатитов. Около 80% всей добычи фосфора дают отложения вторичного характера– фосфориты.

В естественных экосистемах связывание фосфора растениями находится в состоянии баланса с возвратом фосфора из растений благодаря распаду органического вещества. В растворенном виде фосфор всегда находится в динамическом равновесии с кислородом.

Биогеохимия фосфора весьма отличается от биогеохимии других биогенных элементов, поскольку фосфор, в отличие от других биогенов (углерода, кислорода, азота, серы) практически не встречается в газообразном состоянии. Это создает однонаправленный поток фосфора вниз по уклону под воздействием силы тяжести, в основном в виде тонкодисперсных наносов, на поверхности которых адсорбированы соединения фосфора. Таким образом происходит транспорт этого элемента реками в системы с замедленным водообменном (озера, водохранилища, моря), где и отлагаются наносы, относительно богатые фосфором. Обратного потока не существует. Это создает опасность значительного обеднения фосфором экосистем суши с соответствующим снижением их биологической продуктивности. Антропогенный возврат фосфора из водоемов на водосборы пока невероятен, но не исключено, что к середине ХХI века эту проблему необходимо будет решать.

В настоящее время интенсивность потоков фосфора в мире усилились в результате антропогенной деятельности, приводящей к повышенной эрозии почв, смыву фосфорных удобрений и сбросу неочищенных сточных вод. Это приводит к усилению процессов эвтрофикации водоемов.

Глобальный цикл серы.

Сера является необходимым компонентом белков и играет важную роль в биологических процессах. Глобальный цикл серы отличается разнообразием биотических и абиотических процессов с участием различных компонентов в газообразной, жидкой и твердой форме. С точки зрения геоэкологии наиболее важны процессы обмена соединениями серы между поверхностью суши и океана с одной стороны, и атмосферы – с другой.

Из всех глобальных биогеохимических циклов биогенных элементов цикл серы наиболее сильно нарушен человеком. Важнейшее антропогенное воздействие – это эмиссия оксида серы, возникающая в результате сжигания горючих ископаемых, прежде всего угля. В среднем антропогенный поток серы вдвое превышает естественный. Современный сток соединений серы по речным системам также более чем вдвое превышает его первоначальную (доиндустриальную) величину вследствие эрозии почв, применения удобрений, выпадений из атмосферы.

Антропогенное нарушение цикла серы серьезно влияет на ряд глобальных геоэкологических проблем, таких как асидификация экосистем, состояние озона в стратосфере и тропосфере и изменение климата.

Таким образом, экосфрера характеризуется мощным и устойчивым притоком энергии извне и взаимосвязанными циклами вещества. Отличительной особенностью естественных балансов энергии и вещества является высокая степень их сбалансированности.

Все более заметным становится влияние человека как на энергетические баланс Земли, так и на глобальные циклы вещества. Естественные вещественно-энергетические балансы и круговороты отличаются, как правило, высокой степенью замкнутости, в то время как хозяйственная деятельность человека ведет к разомкнутости, и, следовательно, к неустойчивости систем. Степень разомкнутости может быть оценена по средней скорости оборачиваемости вещества за год.

Такое влияние человека на экосферу затрагивает основы ее функционирования и в конечном итоге ведет к многочисленным серьезным последствиям в социально-экономической и политической сферах.

Санкт-Петербургский Государственный Университет

Факультет географии и геоэкологии

Кафедра региональной политики и политической географии