Klíčový rozdíl mezi cyklem dusíku a uhlíkovým cyklem je ten, že cyklus dusíku popisuje přeměnu dusíku na různé chemické formy a cirkulaci mezi atmosférou, suchozemskými a mořskými ekosystémy, zatímco uhlíkový cyklus popisuje pohyb uhlíku a jeho mnoho chemických forem mezi atmosférou, oceány, biosférou a geosférou.
V ekosystému jsou biochemické cykly důležité pro udržení přirozené rovnováhy. Proto pro mnoho prvků v ekosystému můžeme nakreslit cyklus, který shrnuje pohyb prvku přes různé složky ekosystému. V cyklu se prvky přeměňují na složité molekuly a později se rozkládají v rozkladu na jednodušší molekuly. Všechny cykly mají větší rezervoár, který je obvykle abiotický. Cyklus dusíku, cyklus uhlíku, cyklus fosforu a hydrologické cykly jsou některé z důležitých biochemických cyklů v přírodě. Pochopení cyklování hmoty a udržování efektivního cyklování je proto důležité pro ochranu životního prostředí před znečištěním.
Co je cyklus dusíku?
Cyklus dusíku je jedním z nejdůležitějších geochemických cyklů vyskytujících se v přírodě. Vysvětluje cirkulaci různých chemických forem dusíku atmosférou, suchozemskými a mořskými ekosystémy. Hlavním rezervoárem dusíku je atmosféra. Obsahuje asi 78 % plynného dusíku, ale mnoho organismů jej nedokáže využít. Dusík by tedy měl být přeměněn na formy, které mohou rostliny využívat. Tento proces je známý jako fixace dusíku.
K fixaci dusíku navíc dochází několika způsoby. Jednou z metod je biologická fixace. Symbiotické bakterie jako Rhizobium, které žijí v kořenových uzlinách luštěnin, mohou vázat atmosférický dusík. Existují také některé volně žijící bakterie, jako je Azotobacter, které mohou fixovat dusík. Další metodou fixace dusíku je průmyslová fixace dusíku. Prostřednictvím Heberova procesu lze plynný dusík přeměnit na amoniak, který se používá k výrobě hnojiv a výbušnin. Kromě toho se dusík přirozeně při úderu blesku přeměňuje na dusičnany.
Obrázek 01: Cyklus dusíku
Potřeba dusíku u většiny rostlin závisí na dodávce dusičnanů z půdy. Živočichové jsou přímo nebo nepřímo závislí na zdrojích dusíku na rostlinách. Když rostlina a zvířata zemřou, jejich sloučeniny obsahující dusík, jako jsou proteiny, se prostřednictvím saprotrofních bakterií a hub vracejí do dusičnanů. Dochází k tomu prostřednictvím řady oxidačních reakcí, kdy se protein přeměňuje na aminokyseliny a poté se aminokyseliny přeměňují na amoniak. V souladu s tím je proces „nitrifikace“a Nitrosomonas a Nitrobacter jsou dvě bakterie, které se toho účastní. Nitrifikaci lze zvrátit pomocí denitrifikačních bakterií. Redukují dusičnany v půdě na dusík a uvolňují se do atmosféry.
Co je uhlíkový cyklus?
Uhlíkový cyklus je další geochemický cyklus, který znázorňuje přeměnu různých chemických forem uhlíku a jejich cirkulaci atmosférou, hydrosférou, biosférou a geosférou. Hlavním zdrojem uhlíku pro živé organismy je oxid uhličitý přítomný v atmosféře nebo rozpuštěný v povrchových vodách. Fotosyntetické rostliny, řasy a modrozelené bakterie mohou přeměnit oxid uhličitý na uhličité sloučeniny, jako jsou sacharidy. Sacharidy se stávají stavebními kameny pro většinu ostatních organických sloučenin, které potřebují, pro jejich struktury a funkce.
Zvířata získávají uhlík z rostlin přímo nebo nepřímo. Oxid uhličitý absorbovaný rostlinami pro fotosyntézu je vyvážen dýcháním rostlin i zvířat. Proto jsou fotosyntéza a dýchání hlavními mechanismy, které způsobují udržení přirozené rovnováhy uhlíkového cyklu.
Obrázek 02: Cyklus uhlíku
Stejně tak se část oxidu uhličitého fixovaného fotosyntézou ukládá v tělech živých organismů. Poté, když zemřou, uhlík se vrátí do půdy a vodních ploch. Když se tyto mrtvé látky hromadí delší dobu v půdě, přeměňují se na ložiska fosilních paliv. Oxid uhličitý se opět vrací do atmosféry, když lidé spalují fosilní paliva. Tímto způsobem sloučeniny uhlíku cirkulují různými sférami.
Jaké jsou podobnosti mezi cyklem dusíku a cyklem uhlíku?
- Cyklus dusíku i uhlíkový cyklus jsou důležité biogeochemické cykly.
- Ukazují, jak v prostředí cirkuluje více chemických forem každého prvku.
- Oba cykly zpřístupňují tyto prvky rostlinám a zvířatům.
- Atmosférické plyny se účastní obou cyklů.
- Nejen to, oba cykly začínají a končí atmosférickým plynem.
- A také sloučeniny cirkulují půdou v obou cyklech.
- Mikroorganismy plní větší část každého cyklu.
Jaký je rozdíl mezi cyklem dusíku a cyklem uhlíku?
Cyklus dusíku ukazuje koloběh různých chemických forem dusíku v prostředí, zatímco cyklus uhlíku ukazuje koloběh uhlíku. Proto je to klíčový rozdíl mezi cyklem dusíku a uhlíkovým cyklem. Zásobníkem pro cyklus dusíku je atmosférický plynný dusík, zatímco pro uhlík je to plynný oxid uhličitý. Je to tedy také rozdíl mezi cyklem dusíku a uhlíkovým cyklem. Zásobník dusíku je také mnohem větší než zásobník uhlíku.
Další rozdíl mezi cyklem dusíku a uhlíkovým cyklem spočívá v tom, že narušení cyklu uhlíku může být mnohem více ovlivněno lidmi a zvířaty rychleji než narušení cyklu dusíku.
Níže uvedená infografika o rozdílu mezi cyklem dusíku a uhlíkovým cyklem ukazuje více rozdílů mezi oběma.
Shrnutí – Cyklus dusíku vs. Cyklus uhlíku
Cyklus dusíku a uhlíkový cyklus jsou dva důležité cykly živin, které se v přírodě vyskytují. Cyklus dusíku ukazuje cirkulaci různých forem dusíku přírodou. Na druhé straně uhlíkový cyklus ukazuje cirkulaci různých forem uhlíku přírodou. Jedná se tedy o klíčový rozdíl mezi cyklem dusíku a uhlíkovým cyklem. Dále k cyklu dusíku dochází fixací dusíku, nitrifikací, asimilací dusičnanů, amonifikací, denitrifikací, zatímco cyklus uhlíku probíhá prostřednictvím fotosyntézy, dýchání, spalování, rozkladu atd. Do obou cyklů se také zapojují mikroorganismy. Kromě toho cyklus dusíku začíná fixací dusíku, zatímco cyklus uhlíku začíná fotosyntézou. Toto je shrnutí rozdílu mezi cyklem dusíku a uhlíkovým cyklem.
