27.6: Co to są cykle biogeochemiczne?

Najpowszechniejsze pierwiastki w cząsteczkach organicznych, węgiel, wodór, tlen, azot, siarka i fosfor, są dostępne w ekosystemie jedynie w ograniczonych ilościach. Dlatego te składniki odżywcze muszą zostać poddane recyklingowi zarówno przez biotyczne, jak i abiotyczne składniki ekosystemu, w procesach ogólnie zwanych cyklami biogeochemicznymi.

Cykle biogeochemiczne i rozkład

Materia, z której składają się organizmy żywe, taka jak woda, węgiel, azot, siarka i fosfor, występuje w ekosystemie w ograniczonych ilościach i należy ją chronić i poddawać recyklingowi. Materia ta może przybierać różne formy chemiczne i przebywać przez dłuższy czas w atmosferze, na lądzie lub pod ziemią, a także w środowisku wodnym. Kluczowym elementem rozkładu i recyklingu składników odżywczych w ekosystemie jest rozkład, na który wpływa temperatura, wilgotność i dostępność składników odżywczych. Na przykład materiał organiczny rozkłada się znacznie szybciej w lasach deszczowych w porównaniu ze środowiskami umiarkowanymi, które charakteryzują się niższymi temperaturami i bardziej sezonowym klimatem.

Działalność człowieka

Działalność człowieka może również odgrywać ważną rolę w zmianie równowagi cykli biogeochemicznych. Na przykład w 2011 r. w jeziorze Erie doszło do największego w swojej historii szkodliwego zakwitu glonów. Było to wynikiem wieloletniego dodawania fosforu w rolnictwie w połączeniu ze zmianami lokalnych warunków pogodowych. Nadmierny poziom składników odżywczych–– zwany eutrofizacją–– sprzyjał rozwojowi dwóch toksycznych gatunków cyjanobakterii, Microcystis i Anabaena.

Materia, z której składają się żywe organizmy, jest konserwowana i poddawana recyklingowi wśród biotycznych, żywych i abiotycznych, nieożywionych czynników w środowisku, w procesie zwanym cyklem biogeochemicznym.

Cztery związki lub cząsteczki, woda, węgiel, azot i siarka, mają formy gazowe, które przechodzą cyklicznie zarówno przez ekosystemy lądowe, jak i wodne, a także przez atmosferę, co czyni je częścią globalnych procesów biogeochemicznych.

Jednak pierwiastki, które są zbyt ciężkie, aby wystąpić, ponieważ gazy, takie jak fosfor, krążą tylko w ekosystemach lądowych i wodnych, co jest lokalnym procesem biogeochemicznym.

Zarówno lokalny, jak i globalny recykling biogeochemiczny jest powiązany procesami geologicznymi, takimi jak wypiętrzanie się płyt tektonicznych, wietrzenie i erozja osadów skalnych oraz drenaż wody.