Круговорот углерода

Единственным источником углерода, используемого авто-трофными растениями для синтеза органического вещества, служит углекислота, входящая в состав атмосферы или нахо-дящаяся в растворенном состоянии в воде. Углерод горных по­род (преимущественно карбонаты) автотрофами практически не используется. Круговорот углерода (рис. 1.4) начинает­ся с фиксации атмосферной углекислоты в процессе фотосин­теза. Весьма упрощенно процесс фотосинтеза можно предста­вить следующим образом (рис. 1.5).

В результате фотосинтеза из диоксида углерода и воды об­разуются углеводы и высвобождается кислород, поступающий в атмосферу. Часть образовавшихся углеводов используется самим фотосинтезирующим организмом (зеленым растением или некоторыми микроорганизмами и простейшими)для полу­чения энергии, идущей на рост и развитие, а часть употребля­ется животными в пищу. При этом диоксид углерода переходит в окружающую среду через корни, листья и некоторые другие органы растений, а также выделяется животными в процессе дыхания.

В окружающую среду через корни, листья и некоторые другие органы растений, а также выделяется животными в процессе дыхания. Мертвые животные и растения постепенно разлага­ются микроорганизмами почвы, и углерод их тканей окисляет­ся вновь до углекислоты и возвращается в атмосферу. Анало­гичный процесс происходит не только на суше, но и в океане.

Благодаря длительной фотосинтетической деятельности растений, в атмосфере накопилось количество свободного кислорода, достаточное для процветания белковой жизни. О масштабах круговорота углерода можно судить по следую­щим цифрам. Запасы углерода в атмосфере оцениваются в 700 млрд т, в гидросфере - в 50 000 млрд т. Если принять, что общий годовой фотосинтез в этих средах составляет соответ­ственно 30 и 150 млрд т, то продолжительность круговорота углерода равна трем или четырем столетиям, а по некоторым данным — 1000 лет.

В настоящее время лимитирующими факторами для про­цесса фотосинтеза является содержание в атмосфере СС₂ и кислорода. Фотосинтезирующие зеленые растения и карбо­натная система моря весьма эффективно удаляют избыток С0₂ из атмосферы. Однако быстро растущее потребление ископаемого топлива, газовые выбросы промышленности и транспорта, снижение поглотительной способности зеленых растений в связи со значительным сокращением лесов (влаж­ных джунглей Амазонки и таежных лесов Сибири), а также влияние ряда химических загрязнителей на сам процесс фото-синтеза начинают заметно сказываться и на атмосферном фонде круговорота углерода.

В настоящее время в результате развития промышленного производства и нарушения равновесного состояния биосферы содержание С0₂ в атмосфере повышается, что может привес­ти к целому ряду отрицательных последствий.