I den här lektionen kommer du att lära dig om
En näringscykel hänvisar till förflyttning och utbyte av organiskt och oorganiskt material tillbaka till produktionen av levande materia. Processen regleras av näringsvävens vägar som bryter ner organiskt material till oorganiska näringsämnen. Näringskretslopp förekommer inom ekosystem.
Näringskretslopp i naturen kallas biogeokemiska kretslopp eftersom grundämnena rör sig cykliskt från miljön till levande organismer och tillbaka till miljön.
Ekosystem illustrerar återvinning i slutet kretslopp där efterfrågan på näringsämnen som bidrar till tillväxten av biomassan överstiger tillgången i det systemet. Det finns regionala och rumsliga skillnader i materialtillväxt och växelkurser, där vissa ekosystem kan stå i näringsskuld (sänkor) och andra kommer att ha extra tillgång (källor). Dessa skillnader orsakas av geologisk historia och topografi.
I en näringsväv definieras en loop eller en cykel som en riktad sekvens av en eller flera länkar som börjar från och slutar på samma art. Till exempel i havet utnyttjas bakterier av protozoer som heterotrofa mikroflagellater som sedan utnyttjas av ciliaten. Denna betesaktivitet följs av utsöndring av ämnen som sedan används av bakterier så att driften av systemet är en sluten krets.
Den enzymatiska nedbrytningen av cellulosa är ett exempel på ekologisk återvinning. Cellulosa, som är bland de mest förekommande organiska föreningarna på jorden, är den huvudsakliga polysackariden i växter där den bildar cellväggarna. Enzymer som bryter ned cellulosa deltar i de naturliga växtmaterialens ekologiska återvinning. Olika ekosystem kan ha olika grad av återvinning av skräp.
De kemiska elementen återvinns ständigt efter att de har använts enligt följande:
Varje element har sin näringscykel och varje cykel har en unik väg som inkluderar reservoarer, utbytespooler och tider för boende.
Reservoar – En region där grundämnet är i sin högsta koncentration och hålls och lagras under en tid. Till exempel är kol eller fossila bränslen reservoarer för kol.
Utbytespooler – När element hålls under korta tidsperioder. Till exempel använder växter och djur dessa element i sina system tillfälligt och släpper tillbaka dem i miljön.
Residenstid – Den tid som ett element hålls på en plats.
Energi flödar i riktning genom jordens ekosystem, vanligtvis in i form av solljus och ut i form av värme. Men de kemiska komponenterna som utgör levande organismer är olika: de återvinns.
Koldioxid och metan är exempel på kolföreningar som cirkulerar i atmosfären och påverkar det globala klimatet. Genom processerna för fotosyntes och andning cirkuleras kol också mellan levande organismer och icke-levande komponenter i ekosystemet.
Den "snabba" kolcykeln är förflyttning av kol genom biotiska komponenter i miljön. Växter och andra organismer som kan fotosyntes, hämtar koldioxid från sin miljö och använder den för att bygga biologiska ämnen. Växter, djur och nedbrytare som bakterier och svampar återför koldioxid till atmosfären genom andning.
Kolets rörelse genom de abiotiska elementen i miljön som stenar, jord och hav bildar den långsamma kolcykeln. Förflyttningen av kol genom dessa abiotiska element kan ta så lång tid som 200 miljoner år.
Eftersom organismer som kvävefixerande bakterier använder kväve för att syntetisera de biologiska molekyler som behövs för överlevnad, måste atmosfäriskt kväve först omvandlas till ammoniak av kvävefixerande bakterier i vatten- och markmiljöer. Ammoniak omvandlas sedan till nitrit och nitrat av bakterierna. Växter får kväve från jorden genom att absorbera ammonium (NH4-) och nitrat genom sina rötter. Nitrat och ammonium används sedan för att producera organiska föreningar. Djur konsumerar då växter och får på så sätt kvävet i de organiska föreningarna. Kvävet i organisk form leds sedan ner i näringskedjan när andra djur äter dessa djur. Nedbrytare återför sedan ammoniak i jorden genom att sönderdela fast avfall och dött eller ruttnande material. Nitrifierande bakterier omvandlar ammoniak till nitrit och nitrat. Denitrifierande bakterier omvandlar sedan nitrit och nitrat till kväve och frigör kväve tillbaka till atmosfären.
Fosfor är ett viktigt näringsämne som behövs för växttillväxt och även för djur. Det har en viktig roll i cellutveckling och är en nyckelkomponent i molekyler som lagrar energi som adenosintrifosfat (ATP), deoxiribonukleinsyra (DNA) och lipider.
Stenar när de kommer i kontakt med regnvatten frigör fosfatjoner och andra mineraler med tiden. Detta oorganiska fosfat distribueras sedan i jord och vatten. Växter tar sedan upp oorganiskt fosfat från marken och dessa växter kan sedan konsumeras av djur. Fosfatet inkorporeras sedan i organiska molekyler som DNA, och när växter eller djur dör och förfaller återförs det organiska fosfatet till jorden. Bakterier i jorden bryter sedan ner det organiska materialet till fosfatformer som kan absorberas av växter. Det är också en process som kallas mineralisering. Fosfor i marken kan sedan hamna i vattendrag och hav och kan med tiden införlivas i sediment.
Svavel är ett fast ämne i sin naturliga form och i denna form; den är begränsad till sedimentcykeln. Det kan transporteras av fysiska processer som vind, erosion av vatten och geologiska händelser som vulkanutbrott. Det kan också transporteras av havet och till atmosfären, marken och tillbaka till haven genom dess föreningar som svaveldioxid, svavelsyra, sulfatsalter eller organiskt svavel genom nederbörd och floder.
Växter och djur spelar båda en roll i att cirkulera syre genom atmosfären. Som ni vet är syre avgörande för många djur, inklusive människor. Vi andas in syre, och våra kroppar använder det för att producera energi under en process som kallas cellandning. Denna process frigör koldioxid som en avfallsprodukt, vilket är vad vi andas ut. Växter tar upp koldioxid under fotosyntesen, där de gör mat och syre. Syret frigörs och cykeln startar igen.
Det viktigaste kriteriet för liv är vatten. Liksom kolets kretslopp är vattnets kretslopp processen att flytta vatten mellan levande varelser, jorden och atmosfären. Vatten avdunstar från vattenmassor på jorden, som sjöar, floder och hav. Vattenångan kondenserar i molnen och bildar nederbörd som återför vatten till jorden. På jorden återvänder en del av vattnet till sjöarna och haven det härstammar ifrån, och en del suger ner i marken och bildar grundvatten. Levande organismer, som växter och djur, konsumerar vatten. Vattnet avdunstar igen och fortsätter cykeln.
Vissa forskare hävdar att ekosystemet är kapabelt till fullständig återvinning. Fullständig återvinning har innebörden att 100 % av avfallsmaterialet kan rekonstitueras på obestämd tid. Andra forskare ifrågasätter denna idé och hävdar att fullständig återvinning inte är möjlig för tekniskt avfall.
Ekologisk återvinning är mycket vanligt inom ekologisk odling. Ekologiska gårdar som bedriver ekosystemåtervinning stödjer fler arter och har därför en annan näringsvävsstruktur. Modellen för ekologiskt återvinningsjordbruk håller sig till principerna nedan:
1. Transformation av materia från en form till en annan – Näringskretslopp tillåter omvandling av materia till olika specifika former som möjliggör användningen av det elementet i olika organismer.
2. Överföring av grundämnen från en plats till en annan – Näringskretslopp tillåter överföring av grundämnen från en plats till en annan. Vissa grundämnen är mycket koncentrerade i områden som är otillgängliga för de flesta levande organismer, såsom kväve i atmosfären. Näringskretslopp gör att dessa element kan överföras till mer tillgängliga platser som marken.
3. Ekosystemens funktion – Näringskretsloppen hjälper ekosystemens funktion. Ekosystemet, som kräver att jämviktstillståndet fungerar korrekt, återställs till jämviktstillståndet genom näringscyklerna.
4. Lagring av grundämnen – Näringskretslopp underlättar lagring av grundämnen. Grundämnen som transporteras genom näringskretsloppen lagras i sina naturliga reservoarer och släpps ut till organismer i små mängder som är förbrukningsbara.
5. Koppla samman organismer, levande och icke-levande – Näringskretslopp kopplar samman levande organismer med levande organismer, levande organismer med icke-levande organismer och icke-levande organismer med icke-levande organismer. Detta är viktigt eftersom alla organismer är beroende av varandra och är avgörande för levande organismers överlevnad. Dessa organismer är sammanlänkade av flödet av näringsämnen som skapas av näringskretsloppen.
6. Reglera flödet av ämnen – Näringskretslopp reglerar flödet av ämnen. När näringskretsloppen passerar genom olika sfärer, regleras flödet av element eftersom varje sfär har ett speciellt medium och hastighet med vilken flödet av element bestäms av mediets viskositet och densitet. Därför strömmar elementen i näringskretsloppen i olika hastigheter inom kretsloppet och detta reglerar flödet av element i dessa cykler.
