27.10: Der Phosphor-Zyklus
Phosphor ist im Gegensatz zu Kohlenstoff, Wasser und Stickstoff nicht als Gas in der Atmosphäre vorhanden. Stattdessen kommt der meiste Phosphor im Ökosystem als Verbindungen vor. Es kommt zum Beispiel in Form von Phosphationen (PO43-) im Boden, Wasser, Sediment und Gestein gvor. Phosphor ist oft ein limitierender Nährstoff (d.h. knapp). Folglich wird Phosphor den meisten landwirtschaftlichen Düngemitteln zugesetzt, was zu Umweltproblemen im Zusammenhang mit dem Abfluss in aquatischen Ökosystemen führen kann.
Biologischer Phosphor-Zyklus
Der Phosphor ist in vielen wichtigen biologischen Strukturen wie DNA, Zellmembranen, Knochen und Zähnen vorhanden. In der Atmosphäre kommt er nicht in gasförmiger Form vor, sondern in Mineralien, Sedimenten, Vulkanasche und Aerosolen. Bei der Verwitterung von Gesteinen und Sedimenten setzen sie im Laufe der Zeit anorganisches Phosphat frei, das allmählich den Boden und das Oberflächenwasser erreicht. Pflanzen absorbieren diese Phosphate und bauen sie in ihre organischen Moleküle ein. Tiere erhalten und bauen Phosphate ein, indem sie Pflanzen und andere Tiere fressen. Wenn Pflanzen und Tiere sterben oder Abfälle ausscheiden, kehren die organischen Phosphate in den Boden zurück und werden von Bakterien in einem Prozess namens Phosphatmineralisierung in anorganische Formen zerlegt, die von den Pflanzen wieder genutzt werden können.
Geochemischer Phosphor-Zyklus
Natürliche Abflüsse können Phosphate in Flüsse, Seen und den Ozean transportieren, wo sie von Wasserorganismen aufgenommen werden können. Wenn Wasserorganismen sterben oder Abfälle ausscheiden, können phosphorhaltige Verbindungen auf den Meeresboden sinken und schließlich Sedimentschichten bilden. Im Laufe von Tausenden von Jahren kann durch geologische Hebung phosphorhaltiges Gestein aus dem Ozean an Land zurückkehren.
Menschliche Auswirkungen auf den Phosphor-Zyklus
Wie Stickstoff ist auch Phosphor oft ein limitierender Faktor für das Pflanzenwachstum in natürlichen Umgebungen, was dazu geführt hat, dass in der Landwirtschaft die Zugabe von Phosphor zu Düngemitteln zur Steigerung der Ernteerträge praktiziert wird. Der landwirtschaftliche Abfluss dieser Praxis kann jedoch das schnelle Wachstum von Wasserproduzenten stimulieren und eine Vielzahl von Umweltproblemen auslösen.
