Der Hauptunterschied zwischen Kohlenstoffkreislauf und Phosphorkreislauf besteht darin, dass der Kohlenstoffkreislauf der biogeochemische Kreislauf ist, der die Bewegung von Kohlenstoff durch die Lithosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und Atmosphäre beschreibt. Der Phosphorkreislauf hingegen beschreibt die Bewegung von Phosphor durch die Lithosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre.
Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor sind drei Hauptelemente, die für alle Lebewesen wichtig sind. Die Zirkulation dieser Elemente über biotische und abiotische Komponenten, die in den Ökosystemen oder der Umwelt vorhanden sind, wird durch ihre biogeochemischen Kreisläufe beschrieben. Der Kohlenstoffkreislauf erklärt die Zirkulation von Kohlenstoffelementen durch Luft, Boden und Wasser, während der Phosphorkreislauf das Verh alten von Phosphor durch den Boden und lebende Organismen erklärt. Einer der wichtigen Unterschiede zwischen dem Kohlenstoffkreislauf und dem Phosphorkreislauf besteht darin, dass sich Kohlenstoff hauptsächlich durch die Atmosphäre bewegt, während Phosphor nicht mit der Atmosphäre interagiert.
Was ist der Kohlenstoffkreislauf?
Kohlenstoff ist das am häufigsten vorkommende Element auf der Erde. Es ist der Hauptbestandteil von biologischen Verbindungen sowie Mineralien. Kohlenstoffkreislauf beschreibt die Bewegung von Kohlenstoff durch den Planeten. Kohlenstoff kreist hauptsächlich in gasförmiger Form durch die Atmosphäre. Kohlenstoff kommt in der Atmosphäre als Kohlendioxidgas vor (CO2). CO2wird durch viele Prozesse wie Atmung, Verbrennung fossiler Brennstoffe, Industrieemissionen, mikrobielle Atmung und Zersetzung usw. in die Atmosphäre freigesetzt.
Methan ist eine andere Form von Kohlenstoff in der Atmosphäre. Pflanzen nutzen atmosphärisches Kohlendioxid für ihre Nahrungsproduktion durch Photosynthese. Mit anderen Worten, Pflanzen binden Kohlendioxid in Kohlenhydrate und gleichen den atmosphärischen Kohlenstoff aus. Außerdem löst sich Kohlendioxid direkt in Wasser. Kohlendioxid löst sich auch im Niederschlag.
Abbildung 01: Kohlenstoffkreislauf
Kohlenstoff existiert als organischer Kohlenstoff in lebenden Organismen, einschließlich Pflanzen und Tieren. Der Boden ist auch reich an Kohlenstoff. Wenn Pflanzen und Tiere sterben, kehrt organischer Kohlenstoff in den Boden zurück. Mikroorganismen zersetzen organische Materialien und setzen Kohlenstoff frei, der von den Pflanzen wieder aufgenommen werden kann. Ein Teil des organischen Kohlenstoffs wird in Fossilien umgewandelt, wenn sie viele Jahre im Boden vergraben bleiben. Die Verbrennung von organischen Kohlenstoffen und fossilen Brennstoffen setzt wiederum Kohlendioxid in die Atmosphäre frei.
Was ist der Phosphorzyklus?
Phosphor ist ein lebenswichtiger Nährstoff für Pflanzen. Da es im Boden für die Pflanzenproduktion häufig mangelhaft ist und von den Nutzpflanzen in relativ großen Mengen benötigt wird, wird es als wichtiger Pflanzennährstoff eingestuft. Phosphor kann in Wasser, Boden und Sedimenten gefunden werden, die durch sie zirkulieren. Phosphor kommt am häufigsten in Felsformationen und Meeressedimenten vor.
Die allgemeinen P-Umwandlungsprozesse im Boden sind Verwitterung und Niederschlag, Mineralisierung und Immobilisierung sowie Adsorption und Desorption. Verwitterung, Mineralisierung und Desorption erhöhen die pflanzenverfügbare Form von Phosphor. Immobilisierung, Ausfällung und Adsorption verringern die pflanzenverfügbare Form von Phosphor.
Boden enthält Mineralien, die reich an Phosphor sind. Diese Mineralien unterliegen mit der Zeit dem Verwitterungsprozess und geben pflanzenverfügbare Formen von Phosphor an den Boden ab. Sobald jedoch diese für Pflanzen zugängliche Form von Phosphor in den Boden freigesetzt wird, wird sie aufgrund des im Boden stattfindenden Fixierungs- oder Ausfällungsprozesses schnell nicht mehr verfügbar. In saurem Boden reagiert anorganisches P mit Eisen und Aluminium und bildet unlösliche Verbindungen, während in basischem Boden anorganisches P mit Calcium und Magnesium reagiert und unlösliche Komplexe bildet.
Mineralisierung ist die mikrobielle Umwandlung von organischem Phosphor in H2PO4– bzw HPO42-, Formen pflanzenverfügbarer Orthophosphate. Die Mineralisierungsrate wird durch die physikalischen und chemischen Faktoren der gesamten mikrobiellen Aktivität gesteuert. Immobilisierung tritt auf, wenn diese für Pflanzen zugänglichen Formen von Phosphor von Mikroben verbraucht werden, wodurch P in organische P-Formen umgewandelt wird. Das mikrobielle P wird im Laufe der Zeit verfügbar, wenn sie sterben.
Abbildung 02: Phosphorkreislauf
Organisches Material mineralisiert und gibt Phosphor an die Bodenlösung ab. Pflanzen nehmen diese P während ihrer Wachstumsperiode aus der Bodenlösung auf. Dies minimiert die Notwendigkeit von Düngemittelanwendungen und das Risiko des Abfließens und Auswaschens von Phosphor in die Gewässer, was zu Umweltproblemen führen kann.
Adsorption ist ein weiterer Prozess, der die verfügbare Form von Phosphor im Boden reduziert. Bei der Adsorption verbindet sich pflanzenverfügbarer Phosphor mit Bodenpartikeln und wird fixiert. Der entgegengesetzte Prozess der Adsorption; Desorption setzt adsorbierten P wieder in die Bodenlösung frei.
Der Kreislauf von Phosphor durch Gesteine und Sedimente ist schneller als der Kreislauf von Phosphor durch Pflanzen und Tiere. Organisches P kehrt in den Boden zurück, wenn Pflanzen und Tiere sterben und sich zersetzen. Danach wandeln sich diese organischen P in Sedimenten und Gesteinen in P um, wenn sie Millionen von Jahren im Boden oder Ozean verbleiben. Der Kreislauf beginnt und setzt sich wieder fort, wenn der Phosphor durch den Verwitterungsprozess aus den Sedimenten und Gesteinen freigesetzt wird.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen dem Kohlenstoffkreislauf und dem Phosphorkreislauf?
- Sowohl Kohlenstoff als auch Phosphor sind wichtige Elemente auf der Erde.
- Kohlenstoff- und Phosphorkreisläufe beschreiben die Bewegungen von Kohlenstoff und Phosphor durch Boden, Wasser und Luft.
- Mikroorganismen sind an beiden Kreisläufen beteiligt.
- Beide Zyklen sind wichtig für das Recycling von Nährstoffen.
Was ist der Unterschied zwischen Kohlenstoffkreislauf und Phosphorkreislauf?
Der Kohlenstoffkreislauf beschreibt die Bewegung des Elements Kohlenstoff durch die Ökosysteme, während der Phosphorkreislauf die Bewegung von Phosphor durch die Umwelt beschreibt. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Kohlenstoffkreislauf und Phosphorkreislauf. Darüber hinaus interagiert der Kohlenstoffkreislauf im Gegensatz zum Phosphorkreislauf mit der Atmosphäre. Somit ist dies ein weiterer Hauptunterschied zwischen dem Kohlenstoffkreislauf und dem Phosphorkreislauf.
Außerdem findet der Kohlenstoffkreislauf schnell statt, während der Phosphorkreislauf langsam abläuft. Daher können wir auch dies als Unterschied zwischen Kohlenstoffkreislauf und Phosphorkreislauf betrachten.
Zusammenfassung – Kohlenstoffkreislauf vs. Phosphorkreislauf
Kohlenstoffkreislauf erklärt die Zirkulation von Kohlenstoff durch Luft, Wasser und Boden. Unterdessen erklärt der Phosphorkreislauf die Bewegung von Phosphor durch den Boden und lebende Organismen. Darüber hinaus tritt der Kohlenstoffkreislauf schneller auf als der Phosphorkreislauf, der langsam abläuft. Darüber hinaus interagiert der Kohlenstoffkreislauf mit der Atmosphäre, während der Phosphorkreislauf nicht mit der Atmosphäre interagiert. Das ist also die Zusammenfassung des Unterschieds zwischen dem Kohlenstoffkreislauf und dem Phosphorkreislauf.
