Ključna razlika između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora je u tome što je ciklus ugljika biogeokemijski ciklus koji opisuje kretanje ugljika kroz litosferu, hidrosferu, biosferu i atmosferu. U međuvremenu, ciklus fosfora opisuje kretanje fosfora kroz litosferu, hidrosferu i biosferu.
Ugljik, dušik i fosfor tri su glavna elementa važna za sva živa bića. Kruženje ovih elemenata putem biotičkih i abiotskih komponenti prisutnih u ekosustavima ili okolišu opisano je njihovim biogeokemijskim ciklusima. Ciklus ugljika objašnjava kruženje ugljikovih elemenata kroz zrak, tlo i vodu, dok ciklus fosfora objašnjava ponašanje fosfora kroz tlo i žive organizme. Jedna od važnih razlika između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora je da se ugljik uglavnom kreće kroz atmosferu dok fosfor ne stupa u interakciju s atmosferom.
Što je ciklus ugljika?
Ugljik je najzastupljeniji element na Zemlji. Glavna je komponenta bioloških spojeva, kao i minerala. Ciklus ugljika opisuje kretanje ugljika na planetu. Ugljik uglavnom kruži u atmosferi u plinovitom obliku. Ugljik postoji u atmosferi kao plin ugljikov dioksid (CO2). CO2ispušta se u atmosferu mnogim procesima kao što su disanje, izgaranje fosilnih goriva, industrijske emisije, mikrobno disanje i razgradnja, itd.
Metan je još jedan oblik ugljika u atmosferi. Biljke fotosintezom koriste atmosferski ugljikov dioksid za proizvodnju hrane. Drugim riječima, biljke fiksiraju ugljični dioksid u ugljikohidrate i uravnotežuju atmosferski ugljik. Štoviše, ugljikov dioksid se otapa izravno u vodi. Ugljični dioksid se također otapa u oborinama.
Slika 01: Ciklus ugljika
Ugljik postoji kao organski ugljik u živim organizmima, uključujući biljke i životinje. Tlo je također bogato ugljikom. Kada biljke i životinje umru, organski ugljik se vraća u tlo. Mikroorganizmi razgrađuju organske materijale i oslobađaju ugljik koji biljke mogu ponovno apsorbirati. Dio organskog ugljika pretvara se u fosil kada ostane zakopan u tlu mnogo godina. Izgaranje organskog ugljika i fosilnih goriva ponovno oslobađa ugljični dioksid u atmosferu.
Što je ciklus fosfora?
Fosfor je vitalna hranjiva tvar za biljke. Budući da je često manjkav u tlu za proizvodnju usjeva i usjevima je potreban u relativno velikim količinama, klasificiran je kao glavna biljna hraniva. Fosfor se može naći u vodi, tlu i sedimentima koji kruže kroz njih. Fosfor se najčešće nalazi u formacijama stijena i oceanskim sedimentima.
Opći procesi transformacije P u tlu su trošenje i oborina, mineralizacija i imobilizacija te adsorpcija i desorpcija. Vremenske prilike, mineralizacija i desorpcija povećavaju biljci dostupan oblik fosfora. Imobilizacija, taloženje i adsorpcija smanjuju biljci dostupan oblik fosfora.
Tlo sadrži minerale koji su bogati fosforom. S vremenom ti minerali podliježu procesu trošenja i otpuštaju biljci dostupne oblike fosfora u tlo. Međutim, nakon što se ovaj biljci dostupan oblik fosfora otpusti u tlo, brzo postaje nedostupan zbog procesa fiksacije ili taloženja koji se odvija u tlu. U kiselom tlu anorganski P reagira sa željezom i aluminijem i stvara netopljive spojeve, dok u bazičnom tlu anorganski P reagira s kalcijem i magnezijem i stvara netopljive komplekse.
Mineralizacija je mikrobna konverzija organskog fosfora u H2PO4– ili HPO42-, oblici ortofosfata dostupnih biljkama. Stopa mineralizacije kontrolirana je fizičkim i kemijskim čimbenicima ukupne mikrobne aktivnosti. Imobilizacija se događa kada te biljci dostupne oblike fosfora konzumiraju mikrobi, pretvarajući P u organske oblike P. Mikrobni P postat će dostupan tijekom vremena kako oni umru.
Slika 02: Ciklus fosfora
Organska tvar mineralizira i otpušta fosfor u otopinu tla. Biljke uzimaju ove P iz otopine tla tijekom razdoblja rasta. Ovo smanjuje potrebu za primjenom gnojiva i rizik od otjecanja i ispiranja fosfora u vodena tijela što može stvoriti ekološke probleme.
Adsorpcija je još jedan proces koji smanjuje raspoloživi oblik fosfora u tlu. Tijekom adsorpcije, biljkama dostupan fosfor veže se s česticama tla i fiksira. Proces suprotan adsorpciji; desorpcija oslobađa adsorbirani P natrag u otopinu tla.
Kruženje fosfora kroz stijene i sedimente je brže od kruženja fosfora kroz biljke i životinje. Organski P vraća se u tlo kada biljke i životinje umru i raspadnu se. Nakon toga se taj organski P pretvara u P u sedimentima i stijenama kada se milijunima godina zadržava u tlu ili oceanu. Ciklus počinje i ponovno se nastavlja kada se fosfor oslobodi iz sedimenata i stijena tijekom procesa trošenja.
Koje su sličnosti između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora?
- I ugljik i fosfor su glavni važni elementi na zemlji.
- Ciklusi ugljika i fosfora opisuju kretanje ugljika i fosfora kroz tlo, vodu i zrak.
- Mikroorganizmi su uključeni u oba ciklusa.
- Oba ciklusa su važna u recikliranju hranjivih tvari.
Koja je razlika između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora?
Ciklus ugljika opisuje kretanje elementa ugljika kroz ekosustave, dok ciklus fosfora opisuje kretanje fosfora kroz okoliš. Dakle, ovo je ključna razlika između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora. Nadalje, za razliku od ciklusa fosfora, ciklus ugljika je u interakciji s atmosferom. Dakle, to je još jedna glavna razlika između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora.
Štoviše, ciklus ugljika odvija se brzo dok se ciklus fosfora odvija sporo. Stoga, ovo također možemo smatrati razlikom između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora.
Sažetak – Ciklus ugljika naspram ciklusa fosfora
Ciklus ugljika objašnjava kruženje ugljika kroz zrak, vodu i tlo. U međuvremenu, ciklus fosfora objašnjava kretanje fosfora kroz tlo i žive organizme. Nadalje, ciklus ugljika odvija se brže od ciklusa fosfora, koji se odvija sporo. Štoviše, ciklus ugljika stupa u interakciju s atmosferom, dok ciklus fosfora ne stupa u interakciju s atmosferom. Dakle, ovo je sažetak razlike između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora.
