27.6: What are Biogeochemical Cycles?
27.6: Was sind biogeochemische Zyklen? 216
The most common elements in organic molecules, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus, are only available in the ecosystem in limited amounts. Therefore, these nutrients must be recycled through both biotic and abiotic components of the ecosystem, in processes generally called biogeochemical cycles.
Biogeochemical Cycles and Decomposition
The matter that makes up living organisms, like water, carbon, nitrogen, sulfur and phosphorous, exist in limited quantities within the ecosystem and must be conserved and recycled. This matter can take a variety of chemical forms and spend extended periods of time in the atmosphere, on or underneath the land, and in aquatic environments. A key component in the breakdown and recycling of nutrients in the ecosystem is decomposition, which is influenced by temperature, moisture, and nutrient availability. For example, organic material is decomposed much faster in rainforests compared to temperate environments, which have lower temperatures and more seasonal climates.
Human Activity
Human activities can also play a major role in altering the balance of biogeochemical cycles. For example, in 2011, Lake Erie experienced the largest harmful algal bloom in its recorded history. This was a result of the agricultural addition of phosphorus over many years, coupled with changes in local weather patterns. The excessive nutrient levels––called eutrophication––promoted the growth of two toxic cyanobacteria species, Microcystis and Anabaena.
Die am häufigsten vorkommenden Elemente in organischen Molekülen sind Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor. Sie sind im Ökosystem nur in begrenzten Mengen verfügbar. Daher müssen diese Nährstoffe sowohl durch biotische als auch abiotische Komponenten des Ökosystems in Prozessen, die allgemein als biogeochemische Zyklen bezeichnet werden, wiederverwertet werden.
Biogeochemische Zyklen und Zersetzung
Die Stoffe, aus denen lebende Organismen bestehen, wozu auch Wasser, Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor gehören, existieren in begrenzten Mengen im Ökosystem und müssen daher erhalten bleiben und wiederverwertet werden. Diese Stoffe können eine Vielzahl von chemischen Formen annehmen und längere Zeit in der Atmosphäre, auf oder unter dem Land und in der aquatischen Umwelt verbringen. Eine Schlüsselkomponente beim Abbau und der Wiederverwertung von Nährstoffen im Ökosystem ist die Zersetzung, die durch Temperatur, Feuchtigkeit und Nährstoffverfügbarkeit beeinflusst wird. Zum Beispiel wird organisches Material in Regenwäldern viel schneller abgebaut als in gemäßigten Zonen, die niedrigere Temperaturen und ein stärker saisonales Klima aufweisen.
Menschliche Einflüsse
Menschliche Aktivitäten können auch eine wichtige Rolle bei der Veränderung des Gleichgewichts der biogeochemischen Zyklen spielen. So erlebte der Eriesee im Jahr 2011 den größten Befall von schädlichen Algenblüten in seiner Geschichte. Dies war eine Folge des landwirtschaftlichen Phosphoreintrags über viele Jahre hinweg, verbunden mit Veränderungen der lokalen Wetterbedingungen. Die überhöhten Nährstoffgehalte, also die Eutrophierung, förderte das Wachstum von zwei toxischen Cyanobakterienarten, Microcystis und Anabaena.
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