دورة الأكسجين من خلال نظام بيئي

الأكسجين الجوي مطلوب من قبل جميع النباتات والحيوانات الأرضية والمائية للتنفس: تكسير المركبات العضوية للكربون والطاقة اللازمة للحفاظ على الخلايا ونموها. ثم تعيد النباتات والحيوانات الأكسجين مرة أخرى إلى الغلاف الجوي أو التربة أو الماء ، على الرغم من وجود مسارات متعددة ليأخذها الأكسجين ، وذلك بشكل أساسي من خلال التفاعل مع الجزيئات الأخرى في التربة والمياه.

يحتوي الغلاف الجوي للأرض على تركيز أكسجين بنسبة 21 في المائة ، ويتم تدوير العنصر بسرعة بين النباتات والحيوانات والغلاف الجوي من خلال التمثيل الضوئي والتنفس. في الماء ، يتحرك الأكسجين بشكل أبطأ بكثير ، لذلك غالبًا ما يتجاوز استهلاك الأكسجين من خلال التنفس الإنتاج من خلال عملية التمثيل الضوئي ، مما يؤدي إلى تحولات يومية في تركيزات الأكسجين المذاب. وبالمثل ، فإن تغلغل الأكسجين في التربة المشبعة يكون أبطأ بكثير مما هو عليه في التربة الجافة مما يؤدي إلى تركيزات مختلفة من الأكسجين في أجزاء مختلفة من التربة. وهذا بدوره يؤثر على نقل الأكسجين.

في عملية التمثيل الضوئي ، يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون الجوي إلى جلوكوز داخل أوراق النباتات. الأكسجين هو نتيجة ثانوية لعملية التمثيل الضوئي وتطلقه النباتات مرة أخرى في الغلاف الجوي. يمكن أيضًا إطلاقه من خلال نظام الجذر ، مما يوفر الأكسجين للتربة. النباتات المائية المغمورة والعوالق النباتية تطلق الأكسجين الناتج أثناء عملية التمثيل الضوئي في الماء. على حد سواء البرية والمائية

التنفس هو عملية خلوية يقوم بها كل من النباتات والحيوانات. أثناء التنفس ، يتم استخدام الأكسجين الجزيئي لتفكيك مركبات الكربون العضوية. في الحيوانات ، يأتي هذا الكربون من الطعام الذي تستهلكه ، بينما يتم الحصول على الكربون في النباتات أثناء عملية التمثيل الضوئي. التنفس الذي يتطلب الأكسجين يسمى التنفس الهوائي ويتكون من الأكسجين الذي يقبل الإلكترونات من الكربون. يمكن استخدام عناصر أخرى غير الأكسجين لقبول الإلكترونات من الكربون ، على الرغم من أنها أقل كفاءة.

يوفر الأكسجين أكبر قدر من الطاقة للنباتات والحيوانات والميكروبات أثناء التنفس. ومع ذلك ، عندما يتم استهلاك كل الأكسجين الموجود في الماء أو التربة المشبعة ، يمكن لبعض الميكروبات أن تحل محل أخرى مركبات الأكسجين ، بما في ذلك الحديد والمنغنيز والنترات والكبريتات ، في عملية تعرف باسم اللاهوائية التنفس. يعتبر التنفس اللاهوائي أمرًا شائعًا في تربة الأراضي الرطبة ، والتي غالبًا ما تغمرها المياه وتتسم بتركيزات أكسجين أقل من التربة الأكثر جفافاً. عندما يعود الأكسجين إلى التربة أو الماء ، يبدأ التنفس الهوائي مرة أخرى.