Ключовата разлика между въглеродния цикъл и фосфорния цикъл е, че въглеродният цикъл е биогеохимичният цикъл, който описва движението на въглерода през литосферата, хидросферата, биосферата и атмосферата. Междувременно цикълът на фосфора описва движението на фосфора през литосферата, хидросферата и биосферата.
Въглеродът, азотът и фосфорът са три основни елемента, които са важни за всички живи същества. Циркулацията на тези елементи чрез биотични и абиотични компоненти, присъстващи в екосистемите или околната среда, се описва от техните биогеохимични цикли. Въглеродният цикъл обяснява циркулацията на въглеродните елементи през въздуха, почвата и водата, докато фосфорният цикъл обяснява поведението на фосфора през почвата и живите организми. Една от важните разлики между въглеродния цикъл и фосфорния цикъл е, че въглеродът се движи главно в атмосферата, докато фосфорът не взаимодейства с атмосферата.
Какво е въглероден цикъл?
Въглеродът е най-разпространеният елемент на Земята. Той е основният компонент на биологичните съединения, както и на минералите. Въглеродният цикъл описва движението на въглерода върху планетата. Въглеродът се движи основно в атмосферата в газообразна форма. Въглеродът съществува в атмосферата като газ въглероден диоксид (CO2). CO2се отделя в атмосферата от много процеси като дишане, изгаряне на изкопаеми горива, промишлени емисии, микробно дишане и разлагане и др.
Метанът е друга форма на въглерод в атмосферата. Растенията използват атмосферния въглероден диоксид за производството на храна чрез фотосинтеза. С други думи, растенията фиксират въглеродния диоксид във въглехидрати и балансират атмосферния въглерод. Освен това въглеродният диоксид се разтваря директно във вода. Въглеродният диоксид също се разтваря във валежите.
Фигура 01: Въглероден цикъл
Въглеродът съществува като органичен въглерод в живите организми, включително растения и животни. Почвата е богата и на въглерод. Когато растенията и животните умират, органичният въглерод се връща в почвата. Микроорганизмите разлагат органичните материали и освобождават въглерод, който отново може да бъде усвоен от растенията. Част от органичния въглерод се превръща във вкаменелости, когато останат заровени в почвата в продължение на много години. Изгарянето на органични въглероди и изкопаеми горива отново освобождава въглероден диоксид в атмосферата.
Какво е цикъл на фосфора?
Фосфорът е жизненоважно хранително вещество за растенията. Тъй като често е с дефицит в почвата за производство на култури и се изисква от културите в относително големи количества, той се класифицира като основно хранително вещество за растенията. Фосфорът може да се намери във вода, почва и седименти, които се въртят през тях. Фосфорът се намира най-често в скални образувания и океански седименти.
Общите процеси на трансформация на P в почвата са изветряне и утаяване, минерализация и обездвижване и адсорбция и десорбция. Изветрянето, минерализацията и десорбцията увеличават достъпната за растенията форма на фосфор. Имобилизирането, утаяването и адсорбцията намаляват достъпната за растенията форма на фосфор.
Почвата съдържа минерали, които са богати на фосфор. С времето тези минерали се подлагат на процеса на изветряне и освобождават в почвата достъпни за растенията форми на фосфор. Въпреки това, след като тази достъпна за растенията форма на фосфор се освободи в почвата, те бързо стават недостъпни поради процеса на фиксиране или утаяване, протичащ в почвата. В киселата почва неорганичният P реагира с желязо и алуминий и образува неразтворими съединения, докато в основната почва неорганичният P реагира с калций и магнезий и образува неразтворими комплекси.
Минерализацията е микробното превръщане на органичния фосфор в H2PO4– или HPO42-, форми на наличните в растенията ортофосфати. Скоростта на минерализация се контролира от физичните и химичните фактори на цялостната микробна активност. Имобилизирането настъпва, когато тези достъпни за растенията форми на фосфор се консумират от микроби, превръщайки P в органични P форми. Микробният P ще стане достъпен с течение на времето, когато умрат.
Фигура 02: Цикъл на фосфора
Органичната материя минерализира и освобождава фосфор в почвения разтвор. Растенията поглъщат тези P от почвения разтвор по време на периода на растеж. Това минимизира необходимостта от прилагане на торове и риска от оттичане и измиване на фосфор във водните тела, което може да създаде екологични проблеми.
Адсорбцията е друг процес, който намалява наличната форма на фосфор в почвата. По време на адсорбцията наличният в растенията фосфор се свързва с почвените частици и се фиксира. Обратният процес на адсорбция; десорбцията освобождава адсорбирания P обратно в почвения разтвор.
Кръговратът на фосфора през скалите и седиментите е по-бърз от цикъла на фосфор през растенията и животните. Органичният P се връща в почвата, когато растенията и животните умират и се разлагат. След това тези органични P се трансформират в P в седименти и скали, когато се задържат в почвата или океана в продължение на милиони години. Цикълът започва и продължава отново, когато фосфорът се освободи от утайките и скалите в процеса на изветряне.
Какви са приликите между цикъла на въглерода и цикъла на фосфора?
- Както въглеродът, така и фосфорът са основни важни елементи на земята.
- Въглеродните и фосфорните цикли описват движението на въглерода и фосфора през почвата, водата и въздуха.
- Микроорганизмите участват и в двата цикъла.
- И двата цикъла са важни за рециклирането на хранителни вещества.
Каква е разликата между цикъла на въглерода и цикъла на фосфора?
Въглеродният цикъл описва движението на елемента въглерод през екосистемите, докато фосфорният цикъл описва движението на фосфора в околната среда. И така, това е ключовата разлика между въглеродния цикъл и фосфорния цикъл. Освен това, за разлика от цикъла на фосфора, цикълът на въглерода взаимодейства с атмосферата. По този начин това е друга основна разлика между въглеродния цикъл и фосфорния цикъл.
Освен това цикълът на въглерода протича бързо, докато цикълът на фосфора се случва бавно. Следователно можем да разглеждаме това също като разлика между въглеродния цикъл и фосфорния цикъл.
Обобщение – Цикъл на въглерод срещу цикъл на фосфор
Въглеродният цикъл обяснява циркулацията на въглерода във въздуха, водата и почвата. Междувременно цикълът на фосфора обяснява движението на фосфора през почвата и живите организми. Освен това цикълът на въглерода протича по-бързо от цикъла на фосфора, който протича бавно. Освен това въглеродният цикъл взаимодейства с атмосферата, докато фосфорният цикъл не взаимодейства с атмосферата. И така, това е обобщението на разликата между въглеродния цикъл и фосфорния цикъл.
