Biologie Hoofdstuk 18 Wereldwijde kringlopen Collin Nijboer
Koolstofkringloop
Als het zomer is op het noordelijk halfrond daalt het CO2 gehalte door de vele planten die dan
meer CO2 opnemen. Op het zuidelijk halfrond is veel minder land en zijn er veel minder
planten. Als de zon dus schijnt op het zuidelijk halfrond (winter in noordelijk halfrond) neemt
het CO2 gehalte weer toe. Elk jaar ligt dit gemiddelde wel weer hoger.
CO2 is een broeikasgas, een gas dat warmtestraling van de aarde vasthoudt. Die straling is
(vooral) de teruggekaatste zonne-energie.
Broeikaseffect: Het achterblijven van gassen in de atmosfeer (de dampkring werkt als kas).
Door het broeikaseffect is de temperatuur van de aarde gemiddeld 15*C en is leven mogelijk.
Te weinig broeikasgassen: te koud en grote delen oceaan zouden bevriezen
Te veel broeikasgassen: de temperatuur wordt te hoog
Versterkt broeikaseffect, het meer dan normaal vasthouden van warmte door de atmosfeer
Smelt veel landijs en het oceaanwater zet uit (stijging van de zeespiegel met
overstromingen als gevolg) ook meer regen doordat het warmere water meer
verdampt en dus meer wolken ontstaan.
De veranderingen in het klimaat veranderen de ecosystemen.
Moerasgas, bestaat vooral uit methaan, borrelt uit veel sloten en plassen. Het ontstaat uit
organisch materiaal onder zuurstofloze omstandigheden (binas tabel 93F). Het draagt fors bij
aan het versterkt broeikaseffect omdat methaan warmte ongeveer 25x beter vasthoudt dan
CO2. Vooral in siberië veel last van moerasgas doordat de bodem van de toendra veel
organische stoffen zit. In de zomer ontdooit de bovenlaag maar de permafrostlaag, de laag
eronder, blijft bevroren. Overal ontstaan plassen waar reducenten de organische stof afbreken.
Waardoor het water zuurstofloos wordt en er dus veel moerasgas ontstaat. Nu het warmer
wordt ontdooit de laag sneller waardoor er meer moerasgas vrijkomt en dus ook meer
methaan in de atmosfeer blijft hangen.
Methaanbacteriën: zetten de organische stoffen onder anareobe omstandigheden om tot
moerasgas. Ze behoren tot de archaeabacteriën (Binas tabel 92A), een groep met een
enkelvoudige celmembraan. Ze leven in extreme omstandigheden (erg koud net boven
permasfrostlaag en hoge zoutconcentratie). De hoge zoutconcentratie komt doordat het ijs het
water wegtrekt waardoor het zout overblijft.
Oplossing: Mensen planten bossen om het CO2-gehalte van de atmosfeer te laten dalen. De
bomen nemen veel CO2 uit de atmosfeer op. Tijdens de fotosynthese wordt hiermee glucose
en hieruit organische stoffen als zetmeel, cellulose, aminozuren, vetzuren en grote
hoeveelheden houtstof gemaakt. Pas als de bomen vergaan komt het CO2 weer terug in de
atmosfeer. De aanplant van bossen zorgt voor maximaal 200 jaar aan CO2 reductie.
De route die de CO2 neemt door planten, dieren en reducenten is de snelle koolstofkringloop.
In water wordt de CO2 opgelost tot de vorm HCO3-. Dit ion wordt door algen en andere
waterplanten gebruikt in de fotosynthese. Hiermee start de voedselketen in het water. Door
dode algen die naar de bodem zinken daalt het CO2 gehalte in de atmosfeer. Wanneer
zeedieren het opnemen en er kalk van maken voor hun schelpen komt het weer terug in de
atmosfeer door verwering van de schelpen.
, Biologie Hoofdstuk 18 Wereldwijde kringlopen Collin Nijboer
Stikstofkringloop
Stikstofbinding of stikstoffixatie: de opname en het koppelen aan organische stoffen van N2
uit de lucht. Dit proces vindt plaats in stikstofbindende bacteriën.
Sommige van deze bacteriën leven vrij in de bodem of in het water, anderen leven in
symbiose met planten.
Mutualisme: een samenwerking die in het voordeel is van beide kanten.
Groenbemesting: op een steeds andere plek in de moestuin vruchtbaar maken van de grond
door stikstofverbindingen uit planten.
In Nederland wordt veel gebruik gemaakt van kunstmest (met veel stikstofverbindingen).
Regent het veel dan worden deze stikstofverbindingen verspreidt (door uitspoeling) in de
omgeving. Het oppervlaktewater wordt dan erg verrijkt (eutrofiëring).
In sloten groeien veel algen. Die kunnen het hele oppervlak bedekken waardoor de
waterplanten geen licht krijgen en afsterven. Vervolgens breken de reducenten de
waterplanten af waar veel zuurstof wordt gebruikt. Hierdoor sterven ook waterdieren. Er
blijven dus steeds minder waterplanten en waterdieren over.
Omdat er steeds meer mensen bij komen moeten boeren steeds meer kunstmest gebruiken.
Toch kunnen de gewassen niet al de voedingsstoffen opnemen. Deze blijven dus in de grond
waardoor de concentraties in de bodem stijgen. Je krijgt een overmaat aan bodemzouten. De
overheid probeert met maatregelen dit overmaat te verminderen.
De mens heeft ook nog een andere invloed op de stikstofkringloop. Zo komen bij verbranding
van fossiele brandstoffen lachgas vrij. Dit is en sterk broeikasgas en houdt de warmte 300
keer beter vast dan CO2
Planten maken van de opgenomen stikstofzouten aminozuren, eiwitten en andere organische
stikstofhoudende verbindingen (DNA, ATP, chlorofyl).
Ammonificerende bacteriën breken stikstofhoudende organische stoffen af zoals ureum en
eiwitten
Ammonificatie: het ontstaan van NH4+ iuit NH3 (ammoniak)
Nitrificatie: met hulp van O2 maken nitrietbacteriën uit NH4+ nitriet (NO2-). Nitraatbacteriën
maken hier NO3- van.
Door een moestuin goed om te spitten kom er zuurstof vrij voor de reacties, bij deze
reacties komt energie vrij waardoor bacteriën CO2 omzetten in organische stoffen.
o Chemo-autotrofe organismen
Denitrificatie: Is de bodem anaeroob dan zetten de denitrificerende bacteriën het NO3- om
in NO, N2O en N2.
Koolstofkringloop
Als het zomer is op het noordelijk halfrond daalt het CO2 gehalte door de vele planten die dan
meer CO2 opnemen. Op het zuidelijk halfrond is veel minder land en zijn er veel minder
planten. Als de zon dus schijnt op het zuidelijk halfrond (winter in noordelijk halfrond) neemt
het CO2 gehalte weer toe. Elk jaar ligt dit gemiddelde wel weer hoger.
CO2 is een broeikasgas, een gas dat warmtestraling van de aarde vasthoudt. Die straling is
(vooral) de teruggekaatste zonne-energie.
Broeikaseffect: Het achterblijven van gassen in de atmosfeer (de dampkring werkt als kas).
Door het broeikaseffect is de temperatuur van de aarde gemiddeld 15*C en is leven mogelijk.
Te weinig broeikasgassen: te koud en grote delen oceaan zouden bevriezen
Te veel broeikasgassen: de temperatuur wordt te hoog
Versterkt broeikaseffect, het meer dan normaal vasthouden van warmte door de atmosfeer
Smelt veel landijs en het oceaanwater zet uit (stijging van de zeespiegel met
overstromingen als gevolg) ook meer regen doordat het warmere water meer
verdampt en dus meer wolken ontstaan.
De veranderingen in het klimaat veranderen de ecosystemen.
Moerasgas, bestaat vooral uit methaan, borrelt uit veel sloten en plassen. Het ontstaat uit
organisch materiaal onder zuurstofloze omstandigheden (binas tabel 93F). Het draagt fors bij
aan het versterkt broeikaseffect omdat methaan warmte ongeveer 25x beter vasthoudt dan
CO2. Vooral in siberië veel last van moerasgas doordat de bodem van de toendra veel
organische stoffen zit. In de zomer ontdooit de bovenlaag maar de permafrostlaag, de laag
eronder, blijft bevroren. Overal ontstaan plassen waar reducenten de organische stof afbreken.
Waardoor het water zuurstofloos wordt en er dus veel moerasgas ontstaat. Nu het warmer
wordt ontdooit de laag sneller waardoor er meer moerasgas vrijkomt en dus ook meer
methaan in de atmosfeer blijft hangen.
Methaanbacteriën: zetten de organische stoffen onder anareobe omstandigheden om tot
moerasgas. Ze behoren tot de archaeabacteriën (Binas tabel 92A), een groep met een
enkelvoudige celmembraan. Ze leven in extreme omstandigheden (erg koud net boven
permasfrostlaag en hoge zoutconcentratie). De hoge zoutconcentratie komt doordat het ijs het
water wegtrekt waardoor het zout overblijft.
Oplossing: Mensen planten bossen om het CO2-gehalte van de atmosfeer te laten dalen. De
bomen nemen veel CO2 uit de atmosfeer op. Tijdens de fotosynthese wordt hiermee glucose
en hieruit organische stoffen als zetmeel, cellulose, aminozuren, vetzuren en grote
hoeveelheden houtstof gemaakt. Pas als de bomen vergaan komt het CO2 weer terug in de
atmosfeer. De aanplant van bossen zorgt voor maximaal 200 jaar aan CO2 reductie.
De route die de CO2 neemt door planten, dieren en reducenten is de snelle koolstofkringloop.
In water wordt de CO2 opgelost tot de vorm HCO3-. Dit ion wordt door algen en andere
waterplanten gebruikt in de fotosynthese. Hiermee start de voedselketen in het water. Door
dode algen die naar de bodem zinken daalt het CO2 gehalte in de atmosfeer. Wanneer
zeedieren het opnemen en er kalk van maken voor hun schelpen komt het weer terug in de
atmosfeer door verwering van de schelpen.
, Biologie Hoofdstuk 18 Wereldwijde kringlopen Collin Nijboer
Stikstofkringloop
Stikstofbinding of stikstoffixatie: de opname en het koppelen aan organische stoffen van N2
uit de lucht. Dit proces vindt plaats in stikstofbindende bacteriën.
Sommige van deze bacteriën leven vrij in de bodem of in het water, anderen leven in
symbiose met planten.
Mutualisme: een samenwerking die in het voordeel is van beide kanten.
Groenbemesting: op een steeds andere plek in de moestuin vruchtbaar maken van de grond
door stikstofverbindingen uit planten.
In Nederland wordt veel gebruik gemaakt van kunstmest (met veel stikstofverbindingen).
Regent het veel dan worden deze stikstofverbindingen verspreidt (door uitspoeling) in de
omgeving. Het oppervlaktewater wordt dan erg verrijkt (eutrofiëring).
In sloten groeien veel algen. Die kunnen het hele oppervlak bedekken waardoor de
waterplanten geen licht krijgen en afsterven. Vervolgens breken de reducenten de
waterplanten af waar veel zuurstof wordt gebruikt. Hierdoor sterven ook waterdieren. Er
blijven dus steeds minder waterplanten en waterdieren over.
Omdat er steeds meer mensen bij komen moeten boeren steeds meer kunstmest gebruiken.
Toch kunnen de gewassen niet al de voedingsstoffen opnemen. Deze blijven dus in de grond
waardoor de concentraties in de bodem stijgen. Je krijgt een overmaat aan bodemzouten. De
overheid probeert met maatregelen dit overmaat te verminderen.
De mens heeft ook nog een andere invloed op de stikstofkringloop. Zo komen bij verbranding
van fossiele brandstoffen lachgas vrij. Dit is en sterk broeikasgas en houdt de warmte 300
keer beter vast dan CO2
Planten maken van de opgenomen stikstofzouten aminozuren, eiwitten en andere organische
stikstofhoudende verbindingen (DNA, ATP, chlorofyl).
Ammonificerende bacteriën breken stikstofhoudende organische stoffen af zoals ureum en
eiwitten
Ammonificatie: het ontstaan van NH4+ iuit NH3 (ammoniak)
Nitrificatie: met hulp van O2 maken nitrietbacteriën uit NH4+ nitriet (NO2-). Nitraatbacteriën
maken hier NO3- van.
Door een moestuin goed om te spitten kom er zuurstof vrij voor de reacties, bij deze
reacties komt energie vrij waardoor bacteriën CO2 omzetten in organische stoffen.
o Chemo-autotrofe organismen
Denitrificatie: Is de bodem anaeroob dan zetten de denitrificerende bacteriën het NO3- om
in NO, N2O en N2.
