Põhiline erinevus lämmastiku ja süsiniku tsükli vahel on see, et lämmastiku tsükkel kirjeldab lämmastiku muundumist mitmeks keemiliseks vormiks ning ringlust atmosfääri, maismaa ja mere ökosüsteemide vahel, samas kui süsinikuring kirjeldab süsiniku liikumist ja selle mitu keemilist vormi atmosfääri, ookeanide, biosfääri ja geosfääri vahel.
Ökosüsteemis on biokeemilised tsüklid olulised, et säilitada loomulik tasakaal. Seetõttu saame paljude ökosüsteemi elementide jaoks joonistada tsükli, mis võtab kokku elemendi liikumise läbi ökosüsteemi erinevate komponentide. Tsüklis muudetakse elemendid keerukateks molekulideks ja lagunevad hiljem lagunemisel lihtsamateks molekulideks. Kõikidel tsüklitel on suurem reservuaar, mis on tavaliselt abiootiline. Lämmastiku tsükkel, süsinikuring, fosforitsükkel ja hüdroloogiline tsükkel on mõned olulised biokeemilised tsüklid looduses. Seetõttu on keskkonna saastamise eest säästmiseks oluline mõista aine ringlust ja säilitada tõhusat jalgrattaliiklust.
Mis on lämmastikutsükkel?
Lämmastikuringe on üks olulisemaid looduses esinevaid geokeemilisi tsükleid. See selgitab lämmastiku erinevate keemiliste vormide ringlust läbi atmosfääri, maismaa ja mere ökosüsteemide. Peamine lämmastiku reservuaar on atmosfäär. Selles on umbes 78% gaasilist lämmastikku, kuid paljud organismid ei saa seda kasutada. Seega tuleks lämmastik muuta vormideks, mida taimed saavad kasutada. Seda protsessi nimetatakse lämmastiku sidumiseks.
Lisaks toimub lämmastiku sidumine mitmel viisil. Üks meetod on bioloogiline fikseerimine. Sümbiootilised bakterid nagu Rhizobium, mis elavad liblikõieliste taimede juuresõlmedes, võivad siduda õhulämmastikku. Samuti on mõned vab alt elavad bakterid, nagu Azotobacter, mis suudavad fikseerida lämmastikku. Teine lämmastiku sidumise meetod on tööstuslik lämmastiku sidumine. Heberi protsessi abil saab lämmastikku muuta ammoniaagiks, mida kasutatakse väetiste ja lõhkeainete valmistamiseks. Peale selle muutub lämmastik välgu tabamisel looduslikult nitraadiks.
Joonis 01: Lämmastikutsükkel
Enamik taimi sõltub nende lämmastikuvajadusest mullast saadavast nitraadist. Loomad sõltuvad oma lämmastikuvarude hankimisel taimedest otseselt või kaudselt. Kui taim ja loomad surevad, lähevad saprotroofsed bakterid ja seened nende lämmastikku sisaldavad ühendid, nagu valgud, tagasi nitraatideks. See toimub mitmete oksüdatsioonireaktsioonide kaudu, kus valk muundub aminohapeteks ja seejärel aminohapped ammoniaagiks. Sellest tulenev alt on protsess "nitrifikatsioon" ja selles osalevad kaks bakterit Nitrosomonas ja Nitrobacter. Nitrifikatsiooni saab tagasi pöörata denitrifikatsioonibakterite abil. Nad vähendavad pinnases sisalduvat nitraati lämmastikgaasiks ja eralduvad atmosfääri.
Mis on süsinikutsükkel?
Süsinikuring on veel üks geokeemiline tsükkel, mis kujutab süsiniku erinevate keemiliste vormide muundumist ja nende ringlust läbi atmosfääri, hüdrosfääri, biosfääri ja geosfääri. Elusorganismide peamine süsinikuallikas on atmosfääris leiduv või pinnavees lahustunud süsinikdioksiid. Fotosünteetilised taimed, vetikad ja sinakasrohelised bakterid võivad muuta süsinikdioksiidi süsihappegaasiühenditeks, nagu süsivesikud. Süsivesikud muutuvad enamiku muude orgaaniliste ühendite ehitusplokkideks, mida nad vajavad, nende struktuuride ja funktsioonide jaoks.
Loomad saavad taimedest süsinikku otse või kaudselt. Taimede poolt fotosünteesiks omastatavat süsihappegaasi tasakaalustab nii taimede kui loomade hingamine. Seetõttu on fotosüntees ja hingamine peamised mehhanismid, mis aitavad säilitada süsinikuringe loomulikku tasakaalu.
Joonis 02: süsinikutsükkel
Samuti salvestub osa fotosünteesi teel fikseeritud süsinikdioksiidist elusorganismide kehadesse. Hiljem, kui nad surevad, naaseb see süsinik pinnasesse ja veekogudesse. Kui need surnud ained kogunevad pinnasesse pikemaks ajaks, muutuvad need fossiilkütuste hoiusteks. Süsinikdioksiid naaseb taas atmosfääri, kui inimesed põletavad fossiilkütust. Sel viisil ringlevad süsinikuühendid läbi erinevate sfääride.
Millised on lämmastiku- ja süsinikutsükli sarnasused?
- Nii lämmastikuringe kui ka süsinikuringe on olulised biogeokeemilised tsüklid.
- Need illustreerivad, kuidas iga elemendi mitmed keemilised vormid ringlevad keskkonnas.
- Mõlemad tsüklid muudavad need elemendid taimedele ja loomadele kättesaadavaks.
- Atmosfäärigaasid osalevad mõlemas tsüklis.
- Mitte ainult, mõlemad tsüklid algavad ja lõpevad atmosfäärigaasiga.
- Ja ka ühendid ringlevad mõlemas tsüklis läbi pinnase.
- Mikroorganismid täidavad suurema osa igast tsüklist.
Mis vahe on lämmastikutsüklil ja süsinikutsüklil?
Lämmastiku tsükkel näitab lämmastiku erinevate keemiliste vormide ringlust keskkonnas, süsiniku tsükkel aga süsiniku ringlust. Seetõttu on see peamine erinevus lämmastikutsükli ja süsinikutsükli vahel. Lämmastikuringe reservuaariks on atmosfääri lämmastik, samas kui süsiniku jaoks on see gaas süsinikdioksiid. Seega on see ka erinevus lämmastiku ja süsiniku tsükli vahel. Samuti on lämmastikumahuti süsinikureservuaariga võrreldes palju suurem.
Lisaks on veel üks erinevus lämmastikutsükli ja süsinikutsükli vahel see, et süsinikuringe häired võivad inimestele ja loomadele kiiremini mõjuda kui lämmastikutsükli häired.
Allpool olev infograafik lämmastiku ja süsiniku tsükli erinevuste kohta näitab rohkem erinevusi mõlema vahel.
Kokkuvõte – lämmastikutsükkel vs süsinikutsükkel
Lämmastikuringe ja süsinikuringe on kaks olulist looduses esinevat toitaineringet. Lämmastiku tsükkel näitab lämmastiku erinevate vormide ringlust läbi looduse. Teisest küljest näitab süsinikuringe süsiniku erinevate vormide ringlust läbi looduse. Seega on see peamine erinevus lämmastiku ja süsiniku tsükli vahel. Lisaks toimub lämmastiku tsükkel lämmastiku sidumise, nitrifikatsiooni, nitraatide assimilatsiooni, ammonifikatsiooni ja denitrifikatsiooni kaudu, samal ajal kui süsinikuring toimub fotosünteesi, hingamise, põlemise, lagunemise jne kaudu. Samuti osalevad mikroorganismid mõlemas tsüklis. Lisaks algab lämmastiku tsükkel lämmastiku sidumisega, samas kui süsinikuring algab fotosünteesiga. See on lämmastiku ja süsiniku tsükli erinevuse kokkuvõte.
