РУҚА
Задания № 9, 10 · ОГЭ

Биогеохимические циклы

Как углерод, азот, вода и другие элементы перемещаются между организмами и окружающей средой
6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Биогеохимические циклы — это закономерные круговороты химических элементов между живыми организмами, почвой, водой, атмосферой и горными породами. Благодаря этим процессам вещества не исчезают после использования, а переходят из одной формы в другую и снова становятся доступными для жизни.

Что такое биогеохимический цикл

В круговороте веществ участвуют две взаимосвязанные части природы: живая и неживая. Растения и другие производители поглощают вещества из почвы, воды или воздуха. Животные получают элементы с пищей. После отмирания организмов и выделения продуктов обмена вещества возвращаются в окружающую среду и вновь используются.

D
Биогеохимический цикл

Биогеохимический цикл — это повторяющееся перемещение химического элемента между живыми организмами и компонентами неживой природы с изменением его химической формы.

Слово «биогеохимический» показывает участие трёх областей: био — живых организмов, гео — почвы, воды, воздуха и горных пород, химический — превращений веществ. Циклы бывают быстрыми, например газообмен при дыхании, и медленными, например образование и разрушение горных пород.

T
Главное правило круговорота

В замкнутой природной системе атомы химических элементов сохраняются: они не исчезают, а переходят между веществами, организмами и оболочками Земли. Изменяется форма вещества и место его нахождения.

В экосистеме циклы связаны с экосистемой: производители включают элементы в органические вещества, потребители передают их по цепям питания, а разрушители возвращают минеральные соединения в почву и воду. В отличие от веществ, энергия в экосистеме не совершает замкнутого цикла: она поступает от Солнца и рассеивается в виде тепла.

Основные процессы в циклах

Для большинства циклов важны несколько процессов.

  • Поглощение — растение получает углекислый газ, воду и минеральные соли.
  • Синтез — в клетках из простых веществ образуются органические соединения.
  • Питание — элементы переходят от одного организма к другому.
  • Дыхание и выделение — часть веществ возвращается в воздух, воду или почву.
  • Разложение — бактерии и грибы расщепляют остатки организмов.
  • Минерализация — органические соединения превращаются в минеральные соли, доступные растениям.
  • Перенос — вода, ветер, животные и деятельность человека перемещают вещества между территориями.

Первичная продукция показывает, сколько органического вещества производители создают из неорганических веществ. Чем активнее фотосинтез и поступление минеральных элементов, тем больше вещества может быть включено в пищевые цепи.

\[\text{неорганические вещества} \xrightarrow{\text{производители}} \text{органические вещества} \xrightarrow{\text{питание}} \text{новая биомасса} \xrightarrow{\text{разложение}} \text{минеральные вещества}\]

Важную роль играет почва как экосистема. В ней обитают бактерии, грибы, черви и другие организмы-разрушители. Они измельчают остатки, разлагают сложные молекулы и участвуют в возвращении элементов растениям.

Циклы углерода, азота и воды

Круговорот углерода связан прежде всего с фотосинтезом, дыханием, разложением и горением. Растения поглощают углекислый газ \(CO_2\) и образуют органические вещества. При дыхании организмов, разложении остатков и сжигании топлива углерод снова поступает в атмосферу в составе \(CO_2\).

\[6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{свет, хлорофилл}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2\]

Круговорот азота особенно важен, потому что азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосферный азот \(N_2\) недоступен большинству растений. Азотфиксирующие бактерии превращают его в соединения, которые затем могут использовать растения. После разложения органики образуются аммонийные соединения, нитриты и нитраты. При денитрификации бактерии возвращают азот в атмосферу.

Круговорот воды включает испарение, образование облаков, выпадение осадков, поверхностный сток, просачивание в почву и поглощение корнями. Вода переносит растворённые соли, поэтому участвует не только в собственном цикле, но и в перемещении других элементов.

ЦиклГлавный резервуарРоль организмовПример возвращения элемента
УглеродаАтмосфера, океан, горные породыФотосинтез, дыхание, питаниеДыхание и разложение
АзотаАтмосфера и почваФиксация азота, питание, разложениеДенитрификация
ВодыОкеаны, ледники, подземные водыПоглощение, транспирацияИспарение и осадки
ФосфораГорные породы и почваПоглощение растениями, питаниеРазложение остатков
Микропроверка

Какой процесс непосредственно возвращает углекислый газ в атмосферу?

Влияние человека на циклы

Природные циклы обычно поддерживают относительное равновесие, но деятельность человека может резко изменить скорость отдельных процессов. Сжигание угля, нефти и газа увеличивает поступление \(CO_2\) в атмосферу. Вырубка лесов уменьшает поглощение углекислого газа растениями. Сельское хозяйство и производство удобрений изменяют круговорот азота и фосфора.

Избыток соединений азота и фосфора, попадающих в водоёмы, может вызвать эвтрофикацию — чрезмерный рост водорослей. После отмирания водорослей их разложение потребляет кислород, поэтому животные могут погибать от его недостатка. Эрозия почвы уносит верхний плодородный слой и содержащиеся в нём элементы.

!
Частая ошибка

Нельзя считать, что круговорот полностью замкнут и человек не может его изменить. В природе часть веществ временно накапливается в океанах, почве, организмах и горных породах, а хозяйственная деятельность меняет скорости поступления и удаления элементов.

Как анализировать схему цикла

Сначала найдите резервуары элемента, затем стрелками проследите его переходы. Отдельно отметьте организмы-производители, потребителей и разрушителей. После этого определите, где происходит поглощение, а где — возвращение элемента в неживую природу.

Разобранный пример: изменение запаса элемента

В почву ежегодно поступает 80 кг азота с растительными остатками. Растения поглощают 50 кг, а 20 кг вымывается водой. Остальное количество изменяет запас азота в почве. Определим, увеличился или уменьшился запас.

№
Решение

Составим баланс: изменение запаса равно поступлению минус все потери. Поглощение растениями и вымывание — это два направления удаления азота из почвы.

1
Записываем величины поступления и потерь азота.
\(\displaystyle P=80\ \text{кг},\quad U=50\ \text{кг},\quad V=20\ \text{кг}\)
2
Общий расход равен сумме поглощения и вымывания.
\(\displaystyle R=U+V=50+20=70\ \text{кг}\)
3
Изменение запаса — разность между поступлением и расходом.
\(\displaystyle \Delta S=P-R=80-70=10\ \text{кг}\)
4
Положительное значение означает увеличение запаса.
\(\displaystyle \Delta S=+10\ \text{кг}\)

Ответ: запас азота в почве увеличился на 10 кг. Если бы расход оказался больше поступления, запас уменьшился бы. Такой способ называют составлением баланса вещества.

\[\Delta S=P-R=P-(U+V+G)\]

Здесь \(\Delta S\) — изменение запаса, \(P\) — поступление, \(R\) — общий расход, \(U\) — поглощение организмами, \(V\) — вымывание, \(G\) — газообразные потери. Все величины должны быть выражены в одинаковых единицах и за один и тот же промежуток времени.

Как решать задания по теме

  1. Определите, о каком элементе или веществе говорится в условии.
  2. Укажите процесс, который переводит вещество из одной среды в другую.
  3. Разделите организмы по роли: производители, потребители, разрушители.
  4. При расчётах составьте баланс: поступление минус расход.
  5. Проверьте единицы измерения и знак результата.
Запомните

Производители включают минеральные вещества в органику, потребители передают элементы по цепям питания, разрушители возвращают их в неживую природу. Энергия движется через экосистему, а химические элементы совершают круговорот.

Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · Роли организмов
Какую роль выполняют бактерии и грибы-разрушители?
Главное за минуту

Главное

  • Биогеохимический цикл — повторяющееся перемещение химического элемента между живой и неживой природой.
  • Производители поглощают неорганические вещества, потребители передают элементы по цепям питания, разрушители возвращают их в окружающую среду.
  • Главные циклы — круговороты углерода, азота, воды и фосфора; они связаны между собой.
  • Деятельность человека может нарушать баланс циклов: усиливать выбросы, вымывание и накопление веществ.
  • Для расчёта изменения запаса используют баланс \(\Delta S=P-R\).