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, azot i fosfor su tri glavna elementa koja su važna za sva živa bića. Cirkulacija ovih elemenata putem biotičkih i abiotičkih komponenti prisutnih u ekosistemima ili životnoj sredini opisana je njihovim biogeohemijskim ciklusima. Ciklus ugljika objašnjava kruženje ugljičnih elemenata kroz zrak, tlo i vodu, dok ciklus fosfora objašnjava ponašanje fosfora kroz tlo i žive organizme. Jedna od bitnih razlika između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora je da se ugljik uglavnom kreće kroz atmosferu dok fosfor ne stupa u interakciju sa atmosferom.
Šta je ugljični ciklus?
Ugljik je najzastupljeniji element na Zemlji. Glavna je komponenta bioloških jedinjenja, kao i minerala. Ciklus ugljika opisuje kretanje ugljika prema planeti. Ugljik uglavnom kruži, misleći da je atmosfera u plinovitom obliku. Ugljik postoji u atmosferi kao plin ugljični dioksid (CO2). CO2 se oslobađa u atmosferu mnogim procesima kao što su disanje, sagorevanje fosilnih goriva, industrijske emisije, mikrobno disanje i razgradnja, itd.
Metan je još jedan oblik ugljika u atmosferi. Biljke koriste atmosferski ugljični dioksid za proizvodnju hrane fotosintezom. Drugim riječima, biljke fiksiraju ugljični dioksid u ugljikohidrate i balansiraju atmosferski ugljik. Štoviše, ugljični dioksid se otapa direktno u vodi. Ugljični dioksid se također otapa u padavinama.
Slika 01: Ciklus ugljika
Ugljik postoji kao organski ugljik u živim organizmima, uključujući biljke i životinje. Tlo je takođe bogato ugljenikom. Kada biljke i životinje uginu, organski ugljik se vraća u tlo. Mikroorganizmi razgrađuju organske materijale i oslobađaju ugljik koji biljke mogu ponovo apsorbirati. Neki organski ugljik se pretvara u fosil kada ostanu zakopani u tlu dugi niz godina. Sagorijevanje organskih ugljika i fosilnih goriva, ponovo oslobađa ugljični dioksid u atmosferu.
Šta je fosforni ciklus?
Fosfor je vitalni nutrijent za biljke. Budući da je često nedovoljan u tlu za proizvodnju usjeva i potreban je usjevima u relativno velikim količinama, klasificira se kao glavni nutrijent za biljke. Fosfor se može naći u vodi, tlu i sedimentima koji kruže kroz njih. Fosfor se najčešće nalazi u kamenim formacijama i okeanskim sedimentima.
Opšti procesi P transformacije u tlu su trošenje i padavine, mineralizacija i imobilizacija, te adsorpcija i desorpcija. Vremenske prilike, mineralizacija i desorpcija povećavaju biljci dostupan oblik fosfora. Imobilizacija, precipitacija i adsorpcija smanjuju biljci dostupan oblik fosfora.
Tlo sadrži minerale koji su bogati fosforom. S vremenom, ovi minerali su podvrgnuti procesu trošenja i otpuštaju u tlo oblike fosfora dostupne biljkama. Međutim, kada se ovi biljci dostupni oblici fosfora otpuste u tlo, oni brzo postaju nedostupni zbog procesa fiksacije ili padavina koji se dešavaju u tlu. U kiselom tlu neorganski P reaguje sa gvožđem i aluminijumom i stvara nerastvorljiva jedinjenja, dok u bazičnom tlu neorganski P reaguje sa kalcijumom i magnezijumom i formira nerastvorljive komplekse.
Mineralizacija je mikrobna konverzija organskog fosfora u H2PO4– ili HPO42-, oblici biljnih ortofosfata. Brzina mineralizacije je kontrolisana fizičkim i hemijskim faktorima ukupne mikrobne aktivnosti. Imobilizacija se događa kada ove biljke dostupne oblike fosfora troše mikrobi, pretvarajući P u organske P oblike. Mikrobni P će postati dostupan tokom vremena kako umru.
Slika 02: Ciklus fosfora
Organska materija mineralizuje i oslobađa fosfor u rastvor zemljišta. Biljke preuzimaju ovaj P iz rastvora tla tokom perioda rasta. Ovo minimizira potrebu za primjenom gnojiva i rizik od oticanja i ispiranja fosfora u vodna tijela što može stvoriti ekološke probleme.
Adsorpcija je još jedan proces koji smanjuje raspoloživi oblik fosfora u tlu. Tokom adsorpcije, fosfor dostupan biljkama vezuje se za čestice tla i fiksira. Suprotan proces adsorpcije; desorpcija oslobađa adsorbovani P nazad u rastvor zemljišta.
Kruženje fosfora kroz stijene i sedimente je brže od kruženja fosfora kroz biljke i životinje. Organski P se vraća u tlo kada biljke i životinje umiru i razgrađuju se. Nakon toga, ovi organski P se pretvaraju u P u sedimentima i stijenama kada se zadrže u tlu ili oceanu milionima godina. Ciklus počinje i nastavlja se ponovo kada se fosfor oslobodi iz sedimenata i stijena zbog procesa trošenja.
Koje su sličnosti između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora?
- I ugljenik 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 nutrijenata.
Koja je razlika između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora?
Cikus ugljenika opisuje kretanje elementa ugljenika kroz ekosisteme, dok ciklus fosfora opisuje kretanje fosfora u okolini. 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.
Štaviše, ciklus ugljenika se odvija brzo dok se ciklus fosfora odvija sporo. Dakle, ovo također možemo smatrati razlikom između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora.
Sažetak – ciklus ugljika naspram ciklusa fosfora
Ugljični ciklus objašnjava kruženje ugljika kroz zrak, vodu i tlo. U međuvremenu, ciklus fosfora objašnjava kretanje fosfora kroz tlo i žive organizme. Nadalje, ciklus ugljika se odvija brže od ciklusa fosfora, koji se odvija sporo. Štaviše, ciklus ugljika je u interakciji sa atmosferom, dok ciklus fosfora nije u interakciji sa atmosferom. Dakle, ovo je sažetak razlike između ciklusa ugljika i ciklusa fosfora.
