چرخه فسفر یک فرآیند بیوژئوشیمیایی حیاتی است که حرکت فسفر را در سراسر لیتوسفر، هیدروسفر و بیوسفر توصیف می کند. فسفر یک ماده مغذی ضروری برای گیاهان و حیوانات است که نقش کلیدی در ساختار سلولی، ذخیره و انتقال انرژی و مواد ژنتیکی مانند DNA و RNA ایفا می کند. برخلاف سایر چرخه ها، چرخه فسفر شامل اجزای جوی قابل توجهی نمی شود، و آن را در درجه اول به یک فرآیند زمینی تبدیل می کند.
مواد مغذی عناصر و ترکیباتی هستند که موجودات زنده برای زندگی، رشد و تکثیر به آنها نیاز دارند. چرخه مواد مغذی به حرکت و تبادل این مواد ضروری بین موجودات زنده و محیط فیزیکی اشاره دارد. فسفر به عنوان یک ماده مغذی، چرخه طبیعی را طی می کند که دسترسی آن را در اکوسیستم تضمین می کند. این چرخه شامل اشکال مختلفی مانند یون‌های فسفات ( \(\textrm{PO}_4^{3-}\) در خاک و آب است که گیاهان از طریق ریشه‌های خود جذب می‌کنند تا مولکول‌های آلی بسازند.
از دیدگاه بیولوژیکی، فسفر یک عنصر سازنده حیات است. این جزء ATP (آدنوزین تری فسفات) است که سلول ها از آن به عنوان کوآنزیم برای انتقال انرژی استفاده می کنند. علاوه بر این، فسفر بخشی از ساختار اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA) و فسفولیپیدها را تشکیل می دهد که غشاهای سلولی را تشکیل می دهند. حیوانات فسفر را با مصرف گیاهان یا موجودات گیاهخوار به دست می آورند و آن را برای رشد و تولید مثل در بدن خود ادغام می کنند.
اکوسیستم ها برای حمایت از زندگی به چرخه فسفر متکی هستند. محیط نقش مهمی در چرخه فسفر دارد و سنگ ها و رسوبات به عنوان مخزن اولیه فسفر عمل می کنند. فرآیندهای هوازدگی یون‌های فسفات را در خاک و آب آزاد می‌کنند و در آنجا برای گیاهان قابل دسترسی می‌شوند. فسفر پس از ورود به سیستم بیولوژیکی از طریق زنجیره غذایی حرکت می کند تا زمانی که از طریق ضایعات و پوسیدگی به خاک باز می گردد. بنابراین، اکوسیستم ها به چرخه متعادل فسفر برای حفظ در دسترس بودن مواد مغذی برای اشکال مختلف زندگی وابسته هستند.
چرخه فسفر نمونه بارز یک چرخه بیوژئوشیمیایی است که فرآیندهای بیولوژیکی، زمین شناسی و شیمیایی را به هم متصل می کند. چرخه های بیوژئوشیمیایی برای بازیافت مواد مغذی و عناصر ضروری هستند و آنها را برای نسل های متوالی ارگانیسم ها در دسترس قرار می دهند. چرخه فسفر به طور خاص شامل لیتوسفر (پوسته زمین)، هیدروسفر (آب) و بیوسفر (موجودات زنده) است که وابستگی متقابل بین این کره ها را نشان می دهد.
چرخه فسفر شامل چند مرحله است:
این چرخه با سرعت یکنواخت رخ نمی دهد. عوامل مختلفی از جمله شرایط محیطی و فعالیت های انسانی می توانند بر میزان هر مرحله تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، استفاده زیاد از کودهای مبتنی بر فسفات در کشاورزی می تواند سطح فسفر طبیعی را مختل کند و منجر به اوتروفیکاسیون بدنه های آبی شود.
فعالیت های انسان به طور قابل توجهی چرخه فسفر طبیعی را تغییر داده است. استخراج سنگ های فسفاته برای تولید کود و کاربرد آن در کشاورزی باعث افزایش شار فسفر به محیط زیست شده است. این افزودن غیرطبیعی فسفر می‌تواند منجر به اوتروفیکاسیون شود، فرآیندی که در آن بدنه‌های آب بیش از حد با مواد مغذی غنی می‌شوند و باعث رشد متراکم زندگی گیاهان و مرگ جانوران در اثر کمبود اکسیژن می‌شوند. اوتروفیکاسیون یک مسئله مهم زیست محیطی است که اهمیت چرخه های مواد مغذی متعادل را برجسته می کند.
چرخه فسفر برای حفظ بهره وری و سلامت اکوسیستم های زمینی و آبی ضروری است. با اطمینان از در دسترس بودن فسفر، چرخه از رشد گیاهان پشتیبانی می کند، که تولیدکنندگان اولیه در اکوسیستم ها و پایه و اساس اکثر شبکه های غذایی هستند. چرخه متعادل فسفر برای اکوسیستم های پایدار، بهره وری کشاورزی و سلامت کلی محیط زیست بسیار مهم است.
چرخه فسفر یک فرآیند بیوژئوشیمیایی پیچیده و حیاتی است که توزیع مجدد فسفر، یک ماده مغذی ضروری برای زندگی را تضمین می کند. از تشکیل اجزای بنیادی سلول ها تا حمایت از اکوسیستم ها، فسفر نقش مهمی در محیط زیست و زیست شناسی ایفا می کند. در حالی که فرآیندهای طبیعی چرخه فسفر را هدایت می کنند، فعالیت های انسانی شروع به تغییر تعادل آن کرده است که منجر به چالش های زیست محیطی می شود. درک و حفظ چرخه طبیعی فسفر برای سلامت سیاره ما و نسل های آینده بسیار مهم است.
