Syrecykeln genom ett ekosystem

Atmosfäriskt syre krävs av alla mark- och vattenlevande växter och djur för andning: nedbrytning av organiska föreningar för kol och energi som krävs för cellulärt underhåll och tillväxt. Växter och djur återför sedan syre tillbaka till atmosfären, jorden eller vattnet, även om det finns flera vägar för syre att ta, främst genom att interagera med andra molekyler i jord och vatten.

Jordens atmosfär har en syrekoncentration på 21 procent och elementet cyklas snabbt mellan växter, djur och atmosfären genom fotosyntes och andning. I vatten rör sig syre mycket långsammare, så syreförbrukningen genom andning överstiger ofta produktionen genom fotosyntes, vilket resulterar i dagliga förändringar i koncentrationerna av upplöst syre. På samma sätt är syreinträngning i mättad mark mycket långsammare än i torr mark vilket leder till olika syrekoncentrationer i olika delar av jorden. Detta påverkar i sin tur ytterligare syretransport.

I fotosyntes omvandlas atmosfärisk koldioxid till glukos inuti växternas löv. Syre är en biprodukt av fotosyntes och frigörs av växterna tillbaka till atmosfären. Det kan också släppas ut genom rotsystemet och ge syre till jorden. Nedsänkt vattenväxt och växtplankton frigör syre som produceras under fotosyntes i vattnet. Både markbunden och vattenlevande

Andning är en cellulär process som utförs av både växter och djur. Under andningen används molekylärt syre för att bryta ner organiska kolföreningar. Hos djur kommer detta kol från maten de konsumerar, medan kol i växter erhålls under fotosyntesen. Andning som kräver syre kallas aerob andning och består av syre som accepterar elektroner från kol. Andra element än syre kan användas för att ta emot elektroner från kol, även om de är mindre effektiva.

Syre ger mest energi till växter, djur och mikrober under andningen. Men när allt syre i vatten eller mättad jord har förbrukats kan vissa mikrober ersätta andra föreningar för syre, inklusive järn, mangan, nitrat och sulfat, i en process som kallas anaerob andning. Anaerob andning är vanlig i våtmarksjordar, som ofta är översvämmade och har lägre syrekoncentrationer än torrare jordar. När syre åter kommer in i jorden eller vattnet, börjar den aeroba andningen igen.