Ключевое различие между круговоротом углерода и круговоротом фосфора заключается в том, что круговорот углерода - это биогеохимический цикл, описывающий движение углерода через литосферу, гидросферу, биосферу и атмосферу. Между тем круговорот фосфора описывает движение фосфора через литосферу, гидросферу и биосферу.
Углерод, азот и фосфор – три основных элемента, важных для всех живых существ. Циркуляция этих элементов через биотические и абиотические компоненты, присутствующие в экосистемах или окружающей среде, описывается их биогеохимическими циклами. Круговорот углерода объясняет циркуляцию углеродных элементов в воздухе, почве и воде, а круговорот фосфора объясняет поведение фосфора в почве и живых организмах. Одно из важных различий между круговоротом углерода и круговоротом фосфора заключается в том, что углерод в основном перемещается в атмосфере, в то время как фосфор не взаимодействует с атмосферой.
Что такое углеродный цикл?
Углерод – самый распространенный элемент на Земле. Это основной компонент биологических соединений, а также минералов. Углеродный цикл описывает движение углеродной мысли по планете. Углерод в основном циркулирует в атмосфере в газообразной форме. Углерод существует в атмосфере в виде углекислого газа (CO2). CO2выбрасывается в атмосферу в результате многих процессов, таких как дыхание, сжигание ископаемого топлива, промышленные выбросы, микробное дыхание и разложение и т. д.
Метан – еще одна форма углерода в атмосфере. Растения используют атмосферный углекислый газ для производства продуктов питания путем фотосинтеза. Другими словами, растения фиксируют углекислый газ в углеводы и уравновешивают атмосферный углерод. Более того, углекислый газ растворяется непосредственно в воде. Углекислый газ также растворяется в осадках.
Рисунок 01: Круговорот углерода
Углерод существует в виде органического углерода в живых организмах, включая растения и животных. Почва также богата углеродом. Когда растения и животные умирают, органический углерод возвращается в почву. Микроорганизмы разлагают органические материалы и выделяют углерод, который снова может поглощаться растениями. Некоторое количество органического углерода превращается в ископаемое, когда они остаются захороненными в почве в течение многих лет. Сгорание органического углерода и ископаемого топлива снова приводит к выбросу углекислого газа в атмосферу.
Что такое круговорот фосфора?
Фосфор является жизненно важным питательным веществом для растений. Поскольку его часто не хватает в почве для выращивания сельскохозяйственных культур, и он требуется сельскохозяйственным культурам в относительно больших количествах, он классифицируется как основное питательное вещество для растений. Фосфор можно найти в воде, почве и отложениях, проходящих через них. Фосфор чаще всего встречается в горных породах и океанских отложениях.
Общими процессами преобразования фосфора в почве являются выветривание и осаждение, минерализация и иммобилизация, адсорбция и десорбция. Выветривание, минерализация и десорбция увеличивают доступную для растений форму фосфора. Иммобилизация, осаждение и адсорбция снижают доступную для растений форму фосфора.
Почва содержит минералы, богатые фосфором. Со временем эти минералы подвергаются процессу выветривания и выделяют в почву доступные для растений формы фосфора. Однако, как только эти доступные для растений формы фосфора попадают в почву, они быстро становятся недоступными из-за процессов фиксации или осаждения, происходящих в почве. В кислой почве неорганический фосфор реагирует с железом и алюминием и образует нерастворимые соединения, тогда как в основной почве неорганический фосфор реагирует с кальцием и магнием и образует нерастворимые комплексы.
Минерализация – это микробная конверсия органического фосфора в H2PO4– или HPO42-, формы доступных для растений ортофосфатов. Скорость минерализации контролируется физическими и химическими факторами общей микробной активности. Иммобилизация происходит, когда эти доступные для растений формы фосфора потребляются микробами, превращая фосфор в органические формы фосфора. Микробный P станет доступным со временем, когда они умрут.
Рисунок 02: Круговорот фосфора
Органические вещества минерализуются и выделяют фосфор в почвенный раствор. Растения поглощают этот фосфор из почвенного раствора в период своего роста. Это сводит к минимуму необходимость внесения удобрений и риск стока и вымывания фосфора в водоемы, что может создать экологические проблемы.
Адсорбция – еще один процесс, снижающий доступную форму фосфора в почве. При адсорбции доступный для растений фосфор связывается с почвенными частицами и закрепляется. Обратный процесс адсорбции; десорбция высвобождает адсорбированный фосфор обратно в почвенный раствор.
Круговорот фосфора в горных породах и отложениях происходит быстрее, чем круговорот фосфора в растениях и животных. Органический фосфор возвращается в почву, когда растения и животные умирают и разлагаются. После этого органический фосфор превращается в фосфор в отложениях и горных породах, когда они сохраняются в почве или океане в течение миллионов лет. Цикл начинается и продолжается снова, когда фосфор высвобождается из отложений и горных пород в результате процесса выветривания.
Каковы сходства между круговоротом углерода и круговоротом фосфора?
- И углерод, и фосфор являются основными важными элементами на Земле.
- Циклы углерода и фосфора описывают движение углерода и фосфора через почву, воду и воздух.
- Микроорганизмы участвуют в обоих циклах.
- Оба цикла важны для повторного использования питательных веществ.
В чем разница между круговоротом углерода и круговоротом фосфора?
Углеродный цикл описывает движение элемента углерода через экосистемы, в то время как фосфорный цикл описывает движение фосфора в окружающей среде. Итак, в этом ключевое различие между круговоротом углерода и круговоротом фосфора. Кроме того, в отличие от круговорота фосфора, круговорот углерода взаимодействует с атмосферой. Таким образом, это еще одно основное различие между круговоротом углерода и круговоротом фосфора.
Кроме того, круговорот углерода происходит быстро, а круговорот фосфора – медленно. Следовательно, мы можем рассматривать это также как разницу между круговоротом углерода и круговоротом фосфора.
Резюме – Круговорот углерода и круговорот фосфора
Углеродный цикл объясняет циркуляцию углерода в воздухе, воде и почве. Между тем круговорот фосфора объясняет движение фосфора через почву и живые организмы. Кроме того, круговорот углерода происходит быстрее, чем круговорот фосфора, который происходит медленно. Более того, круговорот углерода взаимодействует с атмосферой, тогда как круговорот фосфора не взаимодействует с атмосферой. Итак, это краткое изложение различий между циклом углерода и циклом фосфора.
