Het belangrijkste verschil tussen stikstofcyclus en koolstofcyclus is dat de stikstofcyclus de omzetting van stikstof in meerdere chemische vormen en de circulatie tussen de atmosfeer, terrestrische en mariene ecosystemen beschrijft, terwijl de koolstofcyclus de beweging van koolstof en zijn meerdere chemische vormen tussen de atmosfeer, oceanen, biosfeer en geosfeer.
In een ecosysteem zijn biochemische cycli belangrijk om het natuurlijke evenwicht te behouden. Daarom kunnen we voor veel elementen in een ecosysteem een cyclus tekenen die de beweging van het element door de verschillende componenten van het ecosysteem samenvat. In de cyclus worden elementen omgezet in complexe moleculen en later afgebroken tot eenvoudigere moleculen. Alle cycli hebben een groter reservoir, dat meestal abiotisch is. Stikstofcyclus, koolstofcyclus, fosforcyclus en hydrologische cycli zijn enkele van de belangrijke biochemische cycli in de natuur. Daarom is het belangrijk om de cyclus van materie te begrijpen en effectief te blijven fietsen om het milieu te beschermen tegen vervuiling.
Wat is stikstofcyclus?
De stikstofcyclus is een van de belangrijkste geochemische cycli die in de natuur voorkomen. Het verklaart de circulatie van verschillende chemische vormen van stikstof door de atmosfeer, terrestrische en mariene ecosystemen. Het belangrijkste stikstofreservoir is de atmosfeer. Het heeft ongeveer 78% stikstofgas, maar het kan niet door veel organismen worden gebruikt. Stikstof moet dus worden omgezet in vormen die door planten kunnen worden gebruikt. Dit proces staat bekend als stikstoffixatie.
Bovendien vindt stikstofbinding op verschillende manieren plaats. Een methode is biologische fixatie. Symbiotische bacteriën zoals Rhizobium die in de wortelknollen van vlinderbloemigen leven, kunnen stikstof uit de lucht binden. Er zijn ook enkele vrijlevende bacteriën zoals Azotobacter die stikstof kunnen fixeren. Een andere methode van stikstofbinding is de industriële stikstofbinding. Via het Heber-proces kan stikstofgas worden omgezet in ammoniak dat wordt gebruikt om kunstmest en explosieven te maken. Anders dan dit, verandert stikstof van nature in nitraat wanneer de bliksem inslaat.
Figuur 01: Stikstofcyclus
De meeste planten zijn voor hun stikstofbehoefte afhankelijk van een aanvoer van nitraat uit de bodem. Dieren zijn direct of indirect afhankelijk van planten voor hun stikstofvoorraad. Wanneer de plant en dieren sterven, keren hun stikstofhoudende verbindingen zoals eiwitten terug in nitraten door saprotrofe bacteriën en schimmels. Het gebeurt door een reeks oxidatiereacties waarbij eiwit wordt omgezet in aminozuren en daarna worden aminozuren omgezet in ammoniak. Het proces is dan ook ‘nitrificatie’, en Nitrosomonas en Nitrobacter zijn twee bacteriën die hieraan deelnemen. Nitrificatie kan worden teruggedraaid door denitrificatiebacteriën. Ze reduceren nitraat in de bodem tot stikstofgas en komen vrij in de atmosfeer.
Wat is koolstofcyclus?
Koolstofcyclus is een andere geochemische cyclus die de omzetting van verschillende chemische koolstofvormen en de circulatie ervan door de atmosfeer, hydrosfeer, biosfeer en geosfeer weergeeft. De belangrijkste koolstofbron voor levende organismen is koolstofdioxide dat aanwezig is in de atmosfeer of is opgelost in het oppervlaktewater. Fotosynthetische planten, algen en blauwgroene bacteriën kunnen koolstofdioxide omzetten in koolzuurverbindingen zoals koolhydraten. Koolhydraten worden de bouwstenen voor de meeste andere organische verbindingen die ze nodig hebben, voor hun structuren en functies.
Dieren halen direct of indirect koolstof uit de planten. De kooldioxide die door de planten wordt opgenomen voor fotosynthese wordt gecompenseerd door de ademhaling van zowel planten als dieren. Daarom zijn fotosynthese en ademhaling de belangrijkste mechanismen die ervoor zorgen dat het natuurlijke evenwicht van de koolstofcyclus in stand wordt gehouden.
Figuur 02: Koolstofcyclus
Evenzo wordt een deel van de vaste koolstofdioxide door fotosynthese opgeslagen in de lichamen van levende organismen. Daarna, wanneer ze sterven, keert die koolstof terug naar de bodem en het water. Wanneer deze dode stoffen zich voor langere tijd in de bodem ophopen, worden ze omgezet in fossiele brandstofafzettingen. Kooldioxide komt weer terug in de atmosfeer wanneer mensen fossiele brandstoffen verbranden. Op deze manier circuleren de koolstofverbindingen door verschillende sferen.
Wat zijn de overeenkomsten tussen stikstofcyclus en koolstofcyclus?
- Zowel de stikstofcyclus als de koolstofcyclus zijn belangrijke biogeochemische cycli.
- Ze illustreren hoe meerdere chemische vormen van elk element in de omgeving circuleren.
- Beide cycli maken deze elementen beschikbaar voor planten en dieren.
- Atmosferische gassen zijn betrokken bij beide cycli.
- Niet alleen dat, beide cycli beginnen en eindigen met atmosferisch gas.
- En ook verbindingen circuleren in beide cycli door de bodem.
- Micro-organismen vervullen een groter deel van elke cyclus.
Wat is het verschil tussen stikstofcyclus en koolstofcyclus?
Stikstofcyclus toont de kringloop van verschillende chemische vormen van stikstof in het milieu, terwijl de koolstofkringloop de kringloop van koolstof laat zien. Daarom is dit het belangrijkste verschil tussen stikstofcyclus en koolstofcyclus. Het reservoir voor de stikstofcyclus is atmosferisch stikstofgas, terwijl het voor koolstof koolstofdioxidegas is. Daarom is het ook een verschil tussen stikstofcyclus en koolstofcyclus. Ook is het stikstofreservoir veel groter in vergelijking met een koolstofreservoir.
Bovendien is er nog een verschil tussen de stikstofcyclus en de koolstofcyclus dat een verstoring in de koolstofcyclus veel sneller kan worden getroffen voor mens en dier dan een verstoring in de stikstofcyclus.
De onderstaande infographic over het verschil tussen stikstofcyclus en koolstofcyclus toont meer verschillen tussen beide.
Samenvatting – Stikstofcyclus versus koolstofcyclus
Stikstofkringloop en de koolstofkringloop zijn twee belangrijke nutriëntenkringlopen die in de natuur voorkomen. Stikstofkringloop toont de circulatie van verschillende vormen van stikstof door de natuur. Anderzijds toont de koolstofcyclus de circulatie van verschillende vormen van koolstof door de natuur. Het is dus het belangrijkste verschil tussen stikstofcyclus en koolstofcyclus. Verder vindt de stikstofcyclus plaats via stikstoffixatie, nitrificatie, nitraatassimilatie, ammonificatie, denitrificatie, terwijl de koolstofcyclus plaatsvindt via fotosynthese, ademhaling, verbranding, afbraak, enz. Ook zijn de micro-organismen betrokken bij beide cycli. Bovendien begint de stikstofcyclus met stikstoffixatie, terwijl de koolstofcyclus begint met fotosynthese. Dit is de samenvatting van het verschil tussen stikstofcyclus en koolstofcyclus.
