Stofkredsløb (kulstof, kvælstof, vand)

Biologi B · STX · B-niveau · Økologi

🧬 Stofkredsløb (kulstof, kvælstof, vand)

Kulstof (C): atmosfære (CO₂ ~870 GtC), ocean (38.000 GtC), terrestrial biosfære (2.000 GtC), fossile (5.000 GtC).

Fluxer: fotosyntese ~120 GtC/år (land), respiration tilbage. Antropogen 10 GtC/år (37 GtCO₂) → ~50% i atm, ~25% i hav, ~25% i biosfære.

Kvælstof (N): atmosfæren 78% N₂. Fixering: rhizobium-bakterier i bælgplanter (~40 Mt/år), atmosfærisk via lyn (~5 Mt/år), Haber-Bosch industriel (~120 Mt/år — fordobler natural fixation!).

Nitrifikation: NH₄⁺ → NO₂⁻ (Nitrosomonas) → NO₃⁻ (Nitrobacter).

Assimilation: planter optager NO₃⁻. Denitrifikation: NO₃⁻ → N₂ (anaerobe bakterier).

Antropogen forstyrrelse: kunstgødning → udvaskning til vandløb → eutrofiering.

Fosfor (P): ingen gas-fase. Forvitring af apatit (Ca₅(PO₄)₃F) → opløst PO₄³⁻ → biota → sediment → opløftes ved tektonik. Kritisk for landbrug — peak phosphorus diskuteres.

Vand: se NV-faghæfte. Globalt ~500.000 km³/år fordampning + nedbør. Antropogen påvirkning: vanding, dæmninger, urbanisering.

Klima-effekt: alle 4 kredsløb intensiveres med opvarmning (mere fordampning, hurtigere nedbrydning, ændret stofskifte).

Læringsmål

• Beskrive økosystem-strukturer (biotiske/abiotiske faktorer)
• Forklare stofkredsløb (kulstof, kvælstof, vand)
• Anvende energistrøm og fødekæder
• Skelne eksponentiel og logistisk populationsvækst
• Diskutere klimaforandringers betydning for økosystemer

Sådan kan du arbejde med emnet

• Beskriv kulstofkredsløbet og forklar, hvilken rolle fotosyntese og respiration spiller
• Beskriv kvælstofkredsløbet og forklar, hvilken rolle bakterier spiller
• Diskutér, hvordan menneskelig aktivitet påvirker et af disse stofkredsløb

Eksperiment-forslag

• Tegn kulstofkredsløbet med pile mellem atmosfære, ocean, biosfære og fossile reserver, og angiv de opgivne flux-størrelser (GtC/år).
• Forklar nitrifikation og denitrifikation som en kæde af reaktioner (NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻ → N₂), og diskutér hvordan kunstgødning forstyrrer kvælstofkredsløbet (eutrofiering).
• Sammenlign Haber-Bosch-processens bidrag til kvælstoffiksering med den naturlige fiksering — hvad betyder det for landbrug og miljø?

Brobygning

Stofferne, der cirkulerer i disse kredsløb, danner grundlaget for den energi, organismer optager og videregiver — det undersøges i 'Energistrøm og fødekæder'.