Bir ekosistemin dengesini koruyabilmesi veya varlığını sürdürebilmesi için tüketilen cansız maddelerin de yeniden üretim için ekosisteme dönmesi gerekir. İnorganik kimyasal unsurların, özellikle bitkiler tarafından organik maddelere dönüştürülmesinin ardından tekrar cansız ortama dönmesi sürecine madde döngüsü adı verilir. Bu döngülerle karbon, azot, su, oksijen ve fosfor gibi birçok inorganik madde tekrar ekosisteme kazandırılır. Şimdi bu madde döngülerini daha yakından inceleyelim.
Karbon Döngüsü
Karbon atomu, canlıların yapı taşlarından birini oluşturur. Aynı zamanda karbon, havada ve suda karbondioksit ile bikarbonat hâlinde, karada ise kömür ve petrol gibi fosil yakıtların bileşiklerinde bulunur. Karbonun çok büyük bir kısmı karbondioksit (CO2) şeklindedir. Bu bileşik, önceki konularda öğrendiğiniz gibi fotosentez olayının gerçekleşebilmesi için son derece önemlidir.
Okyanus ve denizler ise atmosfere oranla yaklaşık 50 kat daha fazla karbon içerir. Erozyon olayı sonucunda karalardan denizler ve okyanuslara organik ve inorganik maddeler taşınır. Bu maddeler içerisindeki karbon, deniz tabanlarında diğer maddelerle birlikte tortulanır. Deniz ve okyanus tabanlarındaki karbon, binlerce yıl boyunca karbon döngüsüne katılamayabilir.
Karalarda yaşayan canlılar, solunum yoluyla aldıkları oksijeni karbondioksit olarak atmosfere geri salar. Canlıların bünyesinde kalan karbon ise canlının ölümü sonrasında ayrıştırıcılar aracılığıyla toprağa kazandırılır. Topraktaki karbonun bir kısmı döngüye tekrar katılırken bir kısmı ise petrol ve kömür gibi fosil yakıtlara dönüşür. Bu yakıtların yanması sonucundaysa karbon, tekrar atmosfere döner (Şekil 1.7).
Karbondioksit;
* yeşil bitkilerin ve bazı alglerin fotosenteziyle,
* deniz hayvanlarının kabuk oluşturmasıyla,
* canlıların ölümü sonucunda fosil yakıtların bünyesinde tut
ulmasıyla,
* tortulanma sonucu kireçli kayaçların bünyesinde birikmesiyle doğada tüketilir.
Karbondioksit;
* hayvanların ve insanların solunumlarıyla,
* ölen canlıların çürümesi, orman yangınları ve volkanik aktivitelerle,
* toprak oluşumu sırasında kireçli kayaçların ayrışmasıyla,
* fosil yakıtların yakılmasıyla doğaya tekrar döner.
Azot Döngüsü
Atmosferdeki gazların %78 kadarını oluşturan azot, ekosistemin devamlılığı açısından da son derece önemlidir. Canlıların protein ve DNA yapılarında bulunan azot, bazı bakteriler dışında doğrudan kullanılamaz. Azot, nitrat tuzuna dönüştüğü takdirde bitkiler bu tuzu kullanarak besin üretebilir. Üretilen bu besinde yer alan azot da besin zinciri yoluyla diğer canlıların bünyesine geçer.
Azotun nitrata dönüşmesi, yıldırım veya volkanik faaliyetler esnasında ortaya çıkan elektrik boşalmaları sonucunda gerçekleşir. Ortaya çıkan enerjiyle birlikte azot,oksijen ile birleşerek nitrata dönüşür. Azotun nitrata dönüşmesinin bir diğer yolu da mantarlar ve bakterilerdir. Bakteriler tarafından azotun nitrit ve nitrata dönüştürülme sürecine nitrifikasyon adı verilir.
Atmosferdeki nitrat yağışla birlikte toprağa, oradan da üretici ve tüketici canlılara geçer. Ölen bitkiler ve hayvanların ayrıştırıcılar tarafından parçalanmasıyla nitrat, tekrar ekosisteme döner ve azot döngüsü gerçekleşmiş olur (Şekil 1.8). Erozyon sonucunda taşınan nitratlı maddeler deniz ve göl tabanlarında da birikir. Su bitkileri tarafından bu nitratın kullanılmasıyla suda çözünmüş hâlde azot gazı oluşur. Bu gazın bir miktarı da tekrar atmosfere salınır.
Atmosferdeki nitrat yağışla birlikte toprağa, oradan da üretici ve tüketici canlılara geçer. Ölen bitkiler ve hayvanların ayrıştırıcılar tarafından parçalanmasıyla nitrat, tekrar ekosisteme döner ve azot döngüsü gerçekleşmiş olur (Şekil 1.8).
Erozyon sonucunda taşınan nitratlı maddeler deniz ve göl tabanlarında da birikir. Su bitkileri tarafından bu nitratın kullanılmasıyla suda çözünmüş hâlde azot gazı oluşur. Bu gazın bir miktarı da tekrar atmosfere salınır.
Su Döngüsü
Dünya yüzeyinin yaklaşık %80’inin sularla kaplı olduğunu, insan vücudunun %70’ini, bitkilerinse %60 ile %85’ini suyun oluşturduğunu biliyor muydunuz? Yaşamın her alanında gerekli olan suyun ekosistemlerin devamı açısından da önemini tahmin edebilirsiniz. Aynı karbon ve azot gibi su da ekosistem içerisinde kullanılır ve belli aşamalardan sonra tekrar doğaya salınır. Şimdi, suyun doğadaki döngüsünü daha yakından inceleyelim.
Doğadaki su molekülleri güneş enerjisinin ve yer çekiminin etkisiyle litosfer, hidrosfer, biyosfer ve atmosfer arasında sürekli hareket eder. Bu döngü içerisinde su; yüzey akışı, yer altı akışı, yağış, yoğuşma, buharlaşma ve terleme gibi durumlara uğrar (Şekil 1.9).
Suyun döngüsel hareketi esnasında meydana gelen durumların birçoğunu dokuzuncu ve onuncu sınıf coğrafya derslerinde öğrenmiştiniz. Şimdi, aşağıdaki etkinliği yaparak suyun döngüsel hareketi sırasında uğradığı bu durumları hatırlayınız.
Ekosistemdeki suyun en önemli kaynağı okyanuslardır. Okyanusların yanı sıra denizler, göller, akarsular ve buzullardan buharlaşan su, gaz hâlinde atmosfere geçer. Yükseldikçe soğuyan su buharının sıvı hâle geçmesi sonucu yoğuşma ve yağış olayları gerçekleşir. Yağış sonucu oluşan suların büyük çoğunluğu yine büyük su kaynaklarına katılır. Bir kısmı ise canlıların bünyesine geçer. Canlılar, aldıkları suyu yaşamsal faaliyetleri için kullanır. Kalan su ise terleme yoluyla tekrar dışarı atılır. Böylelikle su döngüsü tamamlanmış olur.