Круговорот фосфора

Характеристика абиотических факторов зоны Предуралья Пермской области. Географическое положение. Климат области: температурный режим, водный режим, влажность воздуха, снежный покров. Агроклиматическое районирование.

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают физические, химические и эдафические. Нам представляется, что не следует недооценивать экологическую роль естественных геофизических полей.
Физические факторы¾ это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура ¾ если она высокая, будет ожог, если очень низкая ¾ обмораживание. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде ¾ течение, на суше ¾ ветер и влажность, и т. п.
Химические факторы¾ это те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, если она высокая, жизнь в водоеме может вовсе отсутствовать (Мертвое море), но в то же время, в пресной воде не могут жить большинство морских организмов. От достаточности содержания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде, и т. п.
Эдафические факторы, т. е. почвенные, ¾ это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, т. е. для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Хорошо известны влияния химических компонентов (биогенных элементов), температуры, влажности, структуры почв, содержания гумуса и т. п. на рост и развитие растений.
Естественные геофизические поля оказывают глобальное экологическое воздействие на биоту Земли и человека. Хорошо известно экологическое значение, например, магнитного, электромагнитного, радиоактивного и других полей Земли.Пермский край занимает площадь 160236,5 кв. км на восточной окраине Русской равнины и западном склоне Среднего и Северного Урала, на стыке двух частей света - Европы и Азии. Он охватывает примерно 1/5 территории Уральского экономического района и представляет собой как бы восточный "форпост" Европы, 99,8% пространства которого принадлежит этой части света и только 0,2% - Азии. Территория региона почти полностью расположена в бассейне реки Камы - крупнейшего притока реки Волги. Кама через систему каналов обеспечивает выход водным путем к пяти морям (Каспийскому, Азовскому, Черному, Балтийскому и Белому).
Максимальная протяженность края с севера на юг - 645 км, с запада на восток - 417,5 км. Самая северная точка Прикамья - гора Пура-Мунит (1094 м) на водораздельном Уральском хребте в верховьях рек Хозья, Вишера и Пурма - имеет координаты 61o 39' с.ш. Крайняя южная точка - вблизи бывшей деревни Ельник Биявашского сельского совета Октябрьского района (56o06' с.ш.). Крайняя точка на западе - в километре на северо-восток от высоты 236, на водоразделе рек Лэпью, Пелес, Кажим под 51o47' в.д., на востоке - высшая точка хребта Хоза-Тумп гора Рахт-Сори-Сяхл (1007 м) под 59o29' в.д. Границы очень извилисты, протяженность их более 2,2 тыс. км. Климат на всей территории Пермского края умеренно-континентальный. Находясь на пути западного переноса воздушных масс, хребет Басеги, как и Урал в целом, несмотря на сравнительно небольшую высоту, значительно сдерживает распространение атлантического воздуха на восток. Климат области характеризуется континентальностью, в чем существенную роль играет арктический воздух, вторгающийся сюда чаще всего весной. Холодный воздух с Карского моря отличается малой влажностью, массы атлантического воздуха, напротив, богаты влагой (до 700-800 мм в год).

В области относительно теплое лето: средняя температура июля 13,3°. Средняя температура января -17,9°, в некоторые годы самым холодным месяцем оказывается февраль. Половина осадков приходится на снег. Дожди бывают в основном в сентябре и июне, на западных склонах значительная часть - в августе. Минимум осадков выпадает в феврале и декабре. Летом в горах часты грозы. Для района характерны частые летние туманы, которые иногда держатся по нескольку суток.

Продолжительность безморозного периода - 80-90 дней. Устойчивый снежный покров образуется обычно в 3-й декаде октября и держится в среднем до 3-й декады апреля, т. е. около 180 дней. Средняя глубина снежного покрова - 115-120 см на западных склонах и почти на 30 см меньше - на восточных. В долинах глубина снежного покрова может достигать 1,5 и даже 2 м, а на вершинах не превышает 50-70 см.

В зимние месяцы преобладают ветры западного и юго-западного направлений, их средняя скорость довольно высока - от 4,1 до 5 м/с, она заметно возрастает в горах, особенно выше границы леса. Летом кроме западных и юго-западных ветров часты северо-западные.

Сельскохозяйственная оценка бонитета климата Пермского края произведена по значениям БКП (методика Д.И. Шашко). Большая часть территории Пермского края относится к району удовлетворительных агрометеорологических условий. По тенденциям изменения БКП, ухудшение условий произрастания зерновых культур происходит в центральных и северных районах западной части территории, некоторое улучшение условий на юго-востоке края, условия произрастания зерновых культур в центральных районах восточной территории Пермского края практически неизменны.

Произведена оценка биологической продуктивности климата Пермского края. Территория края районирована с учетом трех показателей: значений БКП, характера временной изменчивости БКП, дискриминантной функции для оценки агрометеорологических условий произрастания зерновых культур. Рассчитанные с применением методики Д.И. Шашко значения БКП позволили районировать территорию Пермского края с выделением трех районов:

район А (БКП = 1,7-2,0; Бк = 96-110 баллов) – хорошие условия;

район Б (БКП = 1,6-1,7; Бк = 86-95 баллов) – удовлетворительные условия;

район В (БКП = 1,3-1,6; Бк = 70-85 баллов) – неудовлетворительные условия

Круговорот фосфора.

В круговороте фосфора, в отличие от круговоротов углерода и азота, отсутствует газовая фаза. Фосфор в природе в больших количествах содержится в минералах горных пород и попадает в наземные экосистемы в процессе их разрушения. Выщелачивание фосфора осадками приводит к поступлению его в гидросферу и соответственно в водные экосистемы. Растения поглощают фосфор в виде растворимых фосфатов из водного или почвенного раствора и включают его в состав органических соединений – нуклеиновых кислот, систем переноса энергии (АДФ, АТФ), в состав клеточных мембран. Другие организмы получают фосфор по пищевым цепям. В организмах животных фосфор входит в состав костной ткани, дентина.

В процессе клеточного дыхания происходит окисление органических соединений, содержащих фосфор, при этом органические фосфаты поступают в окружающую среду в составе экскретов. Организмы-редуценты минерализуют органические вещества, содержащие фосфор, в неорганические фосфаты, которые вновь могут быть использованы растениями и, таким образом, снова вовлекаться в круговорот.

Поскольку в круговороте фосфора отсутствует газовая фаза, фосфор как и другие биогенные элементы почвы, циркулирует в экосистеме лишь в том случае, если отходы жизнедеятельности откладываются в местах поглощения данного элемента. Нарушение круговорота фосфора может происходить, например, в агроэкосистемах, когда урожай вместе с извлеченными из почвы биогенами перевозится на значительные расстояния, и они не возвращаются в почву в местах потребления.

После неоднократного потребления фосфора организмами на суше и в водной среде, в конечном итоге он выводится в донные осадки в виде нерастворимых фосфатов. После поднятия осадочных пород над уровнем моря в ходе большого круговорота вновь начинают действовать процессы выщелачивания и бигенного разрушения.

Внесение фосфорных удобрений, представляющих собой продукты переработки осадочных пород, позволяет восполнить потребленный фосфор в регионах с интенсивным сельскохозяйственным производством. Однако, смыв удобрений с полей, а также поступление в водоемы фосфатов с продуктами жизнедеятельности животных и человека может приводить к перенасыщению водных экосистем фосфатами и нарушению в них экологического равновесия.

Цикл фосфора