Umweltkreisläufe

Umweltkreisläufe sind in der Umweltwissenschaft der Oberbegriff für die zyklische Bewegung von Materie und Energie durch Ökosysteme. Sie zeigen, wie Stoffe zwischen Organismen, der Atmosphäre, dem Wasser, dem Boden und dem Gestein aufgenommen, transformiert und wieder freigesetzt werden. Die Kreisläufe beruhen auf Speichern (Reservoirs) wie Luft, Ozeanen, Böden, Gestein und Biomasse sowie auf Flüssen von Stoffen durch Produzenten, Konsumenten und Destruenten sowie auf chemischen und physikalischen Prozessen wie Verwitterung, Oxidation, Photosynthese und Atmung.

Zu den wichtigsten Umweltkreisläufen gehören der Wasserkreislauf, der Kohlenstoffkreislauf, der Stickstoffkreislauf, der Phosphorkreislauf und der Schwefelkreislauf. In jedem Zyklus arbeiten biologische Transformationen, chemische Reaktionen und physikalische Vorgänge zusammen, damit Wasser, Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel zwischen Luft, Wasser, Böden, Gestein und Lebewesen zirkulieren. Beispiele: Im Wasserkreislauf verbinden Verdunstung, Kondensation, Niederschlag, Infiltration und Abfluss Ökosysteme global und lokal; im Kohlenstoffkreislauf bindet Photosynthese CO2 in Biomasse, während Atmung, Verrottung und Fossilbildung Kohlenstoff wieder freisetzen; im Stickstoffkreislauf erfolgt Umwandlung durch Verdauung, Nitrifikation, Denitrifikation und mineralische Aufnahme; im Phosphorkreislauf wird Phosphor aus Gestein freigesetzt, von Organismen aufgenommen und am Ende durch Abbau in Böden freigesetzt; der Schwefelkreislauf verbindet Sulfat in Gestein, Ozean und Atmosphäre.

Menschen beeinflussen Umweltkreisläufe durch Landwirtschaft, Industrie und Verkehr: Düngung erhöht Nährstoff- und Phosphoreinträge, CO2-Emissionen verändern den Kohlenstoffkreislauf, Versauerung und Eutrophierung betreffen Wasserökosysteme, landwirtschaftliche Nutzung verändert Bodeneigenschaften und Wasserhaushalt. Das Verständnis dieser Kreisläufe dient dem Umweltmanagement, dem Schutz von Ressourcen und der Bewertung von Umweltwirkungen.