Malzeme Döngüleri: Besin Maddesi, Karbon, Azot ve Kükürt Döngüsü
Malzeme Çevrimleri: Besin, Karbon, Azot ve Kükürt Döngüsü!
Besin döngüsü:
Bir eko-sisteme karbondioksit dışındaki besinlerin beslenmesi temel olarak topraktan değil, aynı zamanda havadan daha az oranda yağmurda ve karda ve toz olarak gelir.
Birçok besleyicinin temini oldukça sınırlıdır, çünkü toprakta ve diğer kaynaklarda yetersiz miktarda bulunurlar. Besinler, hem bitkilere hem de hayvanlara dahil olacak şekilde çevrilirler veya ölü bitki ve hayvan kalıntılarının ayrışmasıyla bitki alımı için uygun hale getirilirler.
Kaynaklardan lavabolara ve kaynaklara geri dönüş yolları temel döngü olarak adlandırılır ve çeşitli öğeler arasında farklılık gösterir. Kısaca, karbon, azot ve kükürt gibi üç önemli çevrimi ele alıyoruz.
Karbon döngüsü:
Karbon, tüm organik moleküllerin temelidir. Genetik materyalimizi (DNA ve RNA) ve yaşam için gerekli olan proteinleri oluşturur. Karbon, neredeyse başka herhangi bir moleküle bağlanma kabiliyeti nedeniyle çok özeldir. Vücudumuzdaki ana unsur karbondur.
Karbon döngüsü, karbonun hava, öğütme, bitkiler, hayvanlar ve fosil yakıtlar arasında dolaştırıldığı süreçtir. Atmosferde karbondioksit (CO2) olarak büyük miktarda karbon bulunur. Karbondioksit, organik moleküller (gıda olan glikoz) yapmak için fotosentez olarak bilinen işlem sırasında yeşil bitkiler tarafından çevrilir.
Bu, her heterotrofik organizmanın beslenmesinden kaynaklandığı yerdir. Hayvanlar bitkilerin tersini yaparlar - solunum yoluyla atık bir ürün olarak havaya karbondioksiti geri verirler. (Not: Bitkiler de yemek yapmak için solunum yaparlar, ancak havadaki karbon dioksitin çoğunluğu heterotrofik solunumdan gelir). Ayrıştırıcılar, ölü organik maddeleri parçaladıklarında, havaya karbondioksit de verirler.
Ayrıştırıcılar esastır, çünkü onlar olmadan gezegendeki tüm karbonlar sonunda ölü karkaslarda ve diğer çöplerde kilitlenir. Çürüme, karbonun gıda ağına geri salınmasına izin verir. Karbon ayrıca kömür, petrol ve doğal gaz gibi fosil yakıtlarda depolanır.
Bunlar yandığında, karbondioksit de tekrar havaya salınır. Volkanlar ve yangınlar ayrıca atmosfere büyük miktarda CO2 salgılar. Karbondioksit, bazılarının daha sonra atmosfere geri döndüğü suda çözünebilir. Gerisi, protozoaların ve mercanların kabuklarını, kayalarını ve iskeletlerini oluşturan kalsiyum karbonat oluşturmak için alınabilir.
Karbon Döngüsü, var olan tüm karbon atomlarının döndüğü karmaşık bir süreçler serisidir. Bugün vücudunuzdaki aynı karbon atomları zamandan beri sayısız diğer moleküllerde kullanılmıştır. Birkaç yıl önce yakılan odun, fotosentez yoluyla bitkinin bir parçası haline gelen karbondioksit üretebilirdi.
O bitkiyi yediğinde, yakılan tahtadan gelen aynı karbon senin parçan haline gelebilir. Karbon döngüsü, karbon atomlarının büyük doğal geri dönüştürücüsüdür. Ne yazık ki, öneminin derecesi nadiren yeterince vurgulanmaktadır. Karbon döngüsünün doğru işleyişi olmadan, yaşamın her yönü çarpıcı biçimde değiştirilebilirdi.
Güneşten gelen enerjiyi kullanarak doğanın karbon döngüsü atmosferden ormana ve geriye doğru gider. İşte nasıl çalışıyor. Ağaçlar büyüdükçe havadan havadaki karbondioksiti emer. Aslında, kuru ağırlıklarının yaklaşık yarısı bu emilen karbondur. Yaşlı ağaçlar ölür ve çürür, ya da bir orman yangını içinde tüketilirken, karbonları tekrar havaya karbondioksit olarak salınır. Bu doğanın karbon döngüsüdür.
Yakacak odun bir enerji kaynağı olarak kullanıldığında, doğal karbon döngüsünün bir kısmı onları ısıtmak için evlerimize getiriliyor. Ocağın üzerindeki yangın, büyüdükçe ağacın depoladığı güneş enerjisini serbest bırakır. Tüm yakıt çevrimi göz önüne alındığında, temiz bir yanan şömine, evinizi diğer tüm yakıt seçeneklerinden daha verimli ve daha düşük çevresel etkiye sahip olacak şekilde ısıtır.
Diğer yakıt seçenekleri - petrol, gaz ve kömür - fosil yakıtlardır ve yakıldıklarında, yerin derinliklerine gömülen eski karbon atmosfere salınır. Fosil yakıt kullanımındaki yükselen karbondioksit konsantrasyonu, küresel ısınma, iklim değişikliği ve son yıllarda gördüğümüz olağandışı hava koşulları ile bağlantılı.
Bir odun ateşi küresel ısınmaya katkıda bulunmaz, çünkü dokunulmazsa doğal ormanın salınmasından daha fazla karbon dioksit salmaz. Odunun ısı için kullanılması, daha az fosil yakıtın yanması, daha az sera gazı emisyonu ve daha sağlıklı bir ortam anlamına gelir.
Nitrojen döngüsü:
Bir başka önemli besin döngüsü azottur. Azot, tüm yaşam için kritik bir unsurdur. Tüm canlı hücrelerin bileşeni olan proteinler, ağırlıkça ortalama% 16 azot içerir. Yaşam için önemli olan diğer karmaşık azotlu maddeler, nükleik asitler ve amino şekerlerdir. Sürekli bir azot arzı olmadan dünyadaki yaşam durur.
Nitrojen döngüsü, karbon döngüsü gibi bir miktardır, ancak bazı kritik farklılıklar vardır. Dünya atmosferinin% 79'u elementer azottan (N 2 ) oluşsa da, bu inert gaz çoğu bitki ve hayvanın alımı için tamamen kullanılamaz. Bu, bitki alımı için hazır olan atmosferdeki az miktarda Karbon dioksitin (% 0, % 03) tam aksinedır.
Nispeten az sayıda mikrop, atmosferik azotu inorganikten organik forma sabitleyebilir. Bu tür mikrobiyolojik fiksasyon ortalama 140 ila 700 mg / m2'dir. Çok verimli tarımsal alanlarda 20000 mg / m2'yi aşabilir.
Bir dizi bakteri, mantar ve mavi-yeşil alglerin azotu sabitleyebildiği bilinmektedir. Azot fiksasyonu, atmosferik azotun fiksasyon organizmalarının organik gövdesi içine doğrudan dahil edilmesini içerir. Azot sabitleyicileri, genel olarak bu grupların sadece çok küçük bir kısmını oluşturur.
Ayrılabilirler:
1. büyük ölçüde bakteri olan ve baklagillerin kökleri (bezelye ve fasulye ailesinin üyeleri) ve diğer çiçekli bitkilerin kökleriyle ilişkili olan simbiyotik azot sabitleyicileri ve
2. Serbest yaşayan azot tutucuları. Rhizobium cinsi, bezelye ve fasulye ailesinin üyelerinin köklerinde gelişen nodüllerde yaşayan bakterileri içerir. Toprakta bulunurlar ve fide büyüdükçe ince kökleri enfekte ederler. Kökler, bakterilerin atmosferik nitrojeni kendi hücrelerinin organik nitrojen bileşenlerine dönüştürdüğü rizobisini barındıran özel bir nodül üretir.
Bakteriyel hücreler çok hızlı bir şekilde öldüğünden, bu azot daha yüksek bitkilerde bulunur. Yonca ve baklagillerin mahsulleri aslında içinde büyüdükleri topraklara azot ekler ve pahalı gübrelere olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Tahıl tahıl bitkileri ile benzer bir ilişki oluşturabilecek bakteri bulmak için birçok ülkede büyük bir bilimsel çaba yürütülmektedir.
Simbiyotik azot sabitleyicilerin karasal ekosistemlerle sınırlı olduğu ve sudaki habitatlarda bulunmadığı görülüyor, bunun bir istisnası, su altındaki ahşabı saldıran bir deniz solucanı. Simbiyotik olmayan azot sabitleyicileri arasında siyanobakterilerin yanı sıra aerobik ve anaerobik serbest yaşayan bakteriler de bulunur.
Bunlar topraklarda ve hem deniz hem de tatlı sularda meydana gelir ve bu ortamların azot içeriğine büyük oranda katkıda bulunabilir. Topraklara ve sulara ek ama genel olarak küçük bir atmosferik azot kaynağı, elektrokimyasal azot dönüşümlerinin gerçekleştiği şimşek fırtınasıdır.
Azot üretici - tüketici besin zincirine, bitkiler onu toprak çözeltisinden nitrat veya amonyum iyonu olarak aldığında girer. Nitrat ayrıca, toprakta bulunan bakterileri denitekte ederek, özellikle de su girişli topraklardaki bakteriler ve mantarlar tarafından amonyağa dönüştürülebilir. Bu dönüşüm aynı zamanda göllerdeki düşük oksijenli koşullarda da ortaya çıkar. Sürece denitrifikasyon denir. Nitrifikasyon bakterileri sırayla kendi protoplazmalarını sentezlemek için bir enerji kaynağı olarak amonyak azotunu kullanabilirler.
Bu işlem asidik koşullar altında, eğer hiç değilse, sadece yavaş gerçekleşir. Öncelikle, amonyak bakteri cinsi Nitrosomonas tarafından nitrite dönüştürülür ve daha sonra nitrit başka bir cins olan Nitrobacter tarafından nitrat haline dönüştürülür. Bu iki aşamalı işleme nitrifikasyon denir. Her iki bakteri grubu da enerjilerini bu oksidasyon işleminden elde eder ve ardından karbon dioksiti hücresel karbona dönüştürmek için enerjinin bir kısmını kullanır.
Son olarak, nitrat alındıktan ve daha yüksek bitkiler ve mikroplar tarafından protein ve nükleik asitlere dönüştürüldükten sonra, metabolize edilir ve bu metabolizmanın atık ürünleri (cansız organik azot) olarak döngünün ana bölümüne geri döndürülür.
Hem toprakta hem de suda bulunan birçok heterotrofik bakteri ve mantar, bu organik azot bakımından zengin malzemeyi kullanır, dönüştürür ve amonyaklaştırma adı verilen bir işlemde inorganik amonyak olarak bırakır. Döngünün diğer kısımları, sınırlı bir öneme sahip olmalarına rağmen, gaz halinde azot ve nitrik oksitlerin atmosfere geri salınımını içerir.
Kükürt Döngüsü:
Sülfür, bazı amino asitlerin, proteinlerin ve diğer biyokimyasalların temel bir bileşeni olan organizmalar için önemli bir besindir. Bitkiler, çevreden basit mineral bileşikleri asimile ederek kükürt için beslenme ihtiyaçlarını karşılar.
Bu çoğunlukla, kökler tarafından alınan toprak suyunda çözünen sülfat veya atmosferin bu gazla biraz kirlendiği ortamlarda, yapraklar tarafından emilen gaz halinde kükürt dioksit olarak ortaya çıkar. Hayvanlar, ihtiyaç duydukları kükürtü bitki veya diğer hayvanları yiyerek elde ederler ve daha sonra gerekli kükürt içeren biyokimyasalların sentezlenmesinde kullanılan organik kükürt biçimlerini sindirir ve asimile ederler.
Bazı durumlarda, özellikle yoğun şekilde yönetilen tarımda, biyolojik olarak yararlı kükürt formlarının mevcudiyeti bitkilerin verimliliğini sınırlayıcı bir faktör olabilir ve sülfat içeren bir gübrenin uygulanması yararlı olabilir. Kükürt bileşikleri ayrıca, kükürt dioksit vejetasyona zarar verdiğinde veya sülfür mineralleriyle ilişkili asidik drenajlar ekosistemleri bozduğunda olduğu gibi önemli çevresel zararlarla da ilişkilendirilebilir.
Kükürt (S) çevrede birçok kimyasal formda oluşabilir. Bunlar, hem biyolojik hem de inorganik işlemlerle kimyasal olarak dönüştürülebilen organik ve mineral formlarını içerir. Kükürt dioksit, atmosferde milyonda bir parçadan çok daha küçük konsantrasyonlardaki bitkilere ve daha büyük konsantrasyonlardaki hayvanlara toksik olabilen bir gazdır.
Volkanik patlamalar ve orman yangınları gibi atmosfere SO2 emisyonlarının birçok doğal kaynağı vardır. Yüksek miktarda SO2 emisyonu, özellikle kömürün yakılması ve bazı metal cevherlerin işlenmesi gibi insan faaliyetleri ile de ilişkilidir.
Atmosferde, S02, negatif yüklerin, amonyum (NH + 4), kalsiyum (Ca2 + ) veya örneğin katyonların pozitif katyon yükleri ile elektrokimyasal olarak dengelendiği küçük bir parçacık olarak meydana gelen bir anyon olan sülfata oksitlenir. hidrojen iyonu (H + ). Bu ince parçacıklar, atmosferden yerleşebilecek buz kristallerinin oluşması için yoğunlaşma çekirdekleri olarak işlev görebilir.
Yaşamın en önemli temel malzemesi, jive panchabltutas'tan biri olan sudur. Bu sınırlı bir tedarikte. Karasal alanlarda yaşayan canlılar, tuzlu sulardan arındırılmış suya bağımlıdır. Güneş ısısı nedeniyle su okyanuslardan buharlaşır ve su buharı olarak yükselir ve kara bölgelerine doğru ilerlerken, buhar, su ya da kar gibi çökmek üzere soğur. Dünyadaki ve atmosferdeki toplam tahmini suyun.
