5.1.4. Биогеохимический цикл

Биогеохимическийцикл, или малый биологический круговорот, представляет продукционный процесс, то есть образованиеорганического вещества первичными продуцентами — зелёными растениями, которые извлекают углекислый газ из атмосферы, зольные элементы и азот — с водными растворами из почвы.

Около половины создаваемого прифотосинтезеорганического вещества(брутто-продукция)окисляется доСО₂при дыхании и возвращается в атмосферу. Оставшаясяфитомассаназывается первичной продукцией. Часть её поступает в трофическуюцепочку— потребляетсярастительнояднымиживотными (фитофагами); следующийтрофическийуровень представлен плотоядными животными(зоофагами).

Основная частьфитомассыпосле отмирания разрушается животными —сапрофагами,бактериями, грибами,актиномицетами.В итоге мёртвые органические остаткиминерализуютсямикроорганизмами. Конечные продуктыминерализации возвращаются ватмосферу(СО₂и другиелетучиесоединения) и в почву (зольные элементы и азот). Процессысозиданияи разрушения биомассы невсегдасбалансированы— часть её (в среднем менее 1%) может выпадать из круговорота и аккумулироватьсявпочве(в виде гумуса) и в осадочных породах.

Важнейшие показатели биогенного звена функционирования ландшафта — запасы фитомассыи величина годичнойпервичной продукции, а также количество опада и аккумулируемого мёртвого органического вещества. Для характеристики вкладабиотыв функционированиегеосистемважныбиогеохимическиепоказатели: количество элементов питания, потребляемых для созданияпервичной биологическойпродукции, и их химический состав, возврат элементов с опадом и закрепление в истинном приросте, накопление вподстилке.

В величине ежегодной продукциифитомассычётко проявляются региональные и локальные географическиезакономерности, включая зональность,секторность,высотную поясность ивнутриландшафтнуюморфологическую дифференциацию.

При достаточном количестве влаги продуктивность фитомассы возрастает от высоких широт к низким в соответствии с ростомэнергообеспеченности.В одинаковых термических условиях наибольшая продуктивность наблюдается при оптимальном (медиальном) соотношении тепла и влаги.Максимальнаябиологическаяпродуктивность присуща экваториальным ландшафтам, заметно меньше она во влажных субтропических лесах. Средисуббореальныхландшафтов наивысшей продуктивностью обладают луговыестепи, им несколько уступают широколиственные леса. Самая низкая продуктивность фитомассы присуща ландшафтам с резким дефицитом тепла или влаги — полярным и пустынным.

С увеличением теплообеспеченностиосновная часть органических остатков при достаточном количествевлаги переходит в почвенный гумус. В луговых чернозёмных степяхего запасы достигают 800–1000 т/га, в почвах широколиственных лесов — около 300 т/га, таёжных лесов — около 100 т/га, в тундровых почвах — 70т/га. В тундре и тайге в составемортмассы(мёртвой части органического вещества ландшафта) преобладаютнеразложившиеся растительныеостатки — главным образом подстилка, а такжесухостой,валежник,мёртвыекорни и др. Запасы подстилки в этих зонах достигают 40–50 т/га; вшироколиственныхлесах они сокращаются до 10–15 т/га,а в постоянно влажных вечнозелёных тропических лесах — до 2 т/га. В степях наземная мортмасса представлена растительной ветошью (4–10 т/га).