Ilt-, kvælstof- og kulstofcykler

Iltcyklus

Ilt er en meget vigtig del af luften, og det er nødvendigt for at opretholde livet.
Oxygen deltager i mange grundlæggende reaktioner for at opretholde livet, det er den endelige acceptor af elektroner i luftvejskæden, der er den maksimale energileverandør i aerobe organismer (det er dem, der spiser ilt).

Fotosyntese er den grundlæggende proces, hvorved planter producerer deres egen mad (det vil sige, de er autotrofer). For at udføre fotosyntese fanger kloroplaster (i grønne planter) kuldioxid (som indeholder ilt og kulstof) fra miljøet, vand og til sidst ved hjælp af enzymer og lysenergi, fremstille: ilt og glukose.
Det ilt produceret i fotosyntese kommer ud i form af gas og er den, der findes i luften. Det introduceres af alle aerobe organismer, hvor det kommer ind i åndedrætskæden som en endelig elektronacceptor. at danne vand, der kaldes oxidationsvand og elimineres af levende væsener i sved, urin, tårer etc. Kuldioxid (som også indeholder ilt) er et produkt af aerobe kataboliske reaktioner og udvises af aerobe organismer og genbruges af planter på den måde, der er set ovenfor.

Dette ilt, som findes i luften, bruges også af mennesket i sine reaktioner af Forbrænding, som som tidligere set producerer kuldioxid, der også genbruges i EU fotosyntese.

På denne måde er der en konstant cirkulation af ilt og en slags symbiose mellem de organismer, der indånder ilt, og planterne, hvor organismerne aerobes bruger ilt fra planter til deres stofskifte og producerer kuldioxid, der bruges af planter til at producere ilt og næringsstoffer.

Cyklus af nitrogen

Naturlig cyklisk proces, hvor kvælstof inkorporeres i jorden og bliver en del af levende organismer, inden det vender tilbage til atmosfæren. Kvælstof, en væsentlig del af aminosyrer, er et grundlæggende element i livet. Det findes i en andel af 79% i atmosfæren, men gasformigt kvælstof skal omdannes til en kemisk anvendelig form, før det kan bruges af levende organismer. Dette opnås gennem nitrogencyklussen, hvor gasformigt nitrogen omdannes til ammoniak eller nitrater. Den energi, der bidrager med solstråler og kosmisk stråling, tjener til at kombinere kvælstof og gasformigt ilt i nitrater, som transporteres til jordoverfladen af Regn. Biologisk fiksering, der er ansvarlig for det meste af kvælstofomdannelsesprocessen, produceres ved hjælp af frie kvælstoffikserende bakterier, symbiotiske bakterier, der lever på planterødder (især bælgfrugter og alders), blågrønne alger, visse lav og skovepifytter tropisk
Det kvælstof fikseret i form af ammoniak og nitrater, absorberes det direkte af planter og inkorporeres i deres væv i form af planteproteiner. Kvælstof rejser derefter op i fødekæden fra planter til planteædere og derfra til kødædere. Når planter og dyr dør, nedbrydes nitrogenholdige forbindelser, der producerer ammoniak, en proces kaldet ammonifikation. En del af denne ammoniak udvindes af planter; resten opløses i vandet eller forbliver i jorden, hvor mikroorganismer omdanner det til nitrater eller nitrit i en proces kaldet nitrifikation. Nitrater kan opbevares i nedbrydende humus eller forsvinde fra jorden ved udvaskning, vaskes i vandløb og søer. En anden mulighed er at omdanne til nitrogen gennem denitrifikation og vende tilbage til atmosfæren.

I naturlige systemer erstattes kvælstof, der går tabt ved denitrifikation, udvaskning, erosion og lignende, med fikseringsprocessen og andre kvælstofkilder. Antropisk (menneskelig) indblanding i kvælstofcyklusen kan dog føre til mindre kvælstof i cyklussen eller til overbelastning af systemet. For eksempel har intensiv dyrkning, høst og rensning af skove forårsaget et fald i kvælstofindholdet i jorden (nogle af tab i landbrugsområder kan kun kompenseres ved hjælp af kunstig kvælstofgødning, som medfører store omkostninger energisk). På den anden side kvælstofudvaskning fra alt for befrugtet landbrugsjord, vilkårlig fældning af skove, animalsk affald og vand Restprodukter har tilsat for meget kvælstof til vandøkosystemer, hvilket forårsager et fald i vandkvaliteten og stimulerer overdreven vækst af alger. Derudover kvælstofdioxid, der frigives i atmosfæren ved biludstødning og termiske kraftværker nedbrydes og reagerer med andre atmosfæriske forurenende stoffer, der giver anledning til smog fotokemisk.

Kulstofcyklus

Gennem det strømmer energi gennem det jordbaserede økosystem. Den grundlæggende cyklus begynder, når planter gennem fotosyntese bruger kuldioxid (CO₂) til stede i atmosfæren eller opløst i vand. En del af dette kulstof bliver en del af plantevæv i form af kulhydrater, fedtstoffer og proteiner; resten returneres til atmosfæren eller vandet gennem åndedræt. Således passerer kulstof til planteædere, der spiser planter og derved bruger, omarrangerer og nedbryder kulstofforbindelser. Meget af det frigives i form af CO₂ ved åndedræt som et biprodukt af stofskiftet, men en del opbevares i dyrevæv og overføres til rovdyr, der lever af planteædere. I sidste ende nedbrydes alle kulstofforbindelser ved nedbrydning, og kulstof frigives som CO.₂, som bruges igen af ​​planter.

• Fortsæt læsning: Kulstof.