Ekosistemlerde maddeler (oksijen, su, karbondioksit, azot, diğer mineraller gibi) geri dönüştürülerek sürekli olarak kullanılır. Bütün ekosistemlerde yaşamın sürekliliği için karbon, su, oksijen, azot, kükürt ve fosfor gibi maddelerin sürekli olarak ortamda bulunması ve kullanılması gerekir. Bu şekilde maddelerin ekosistem içindeki dolaşımına madde döngüleri denir.

SU DÖNGÜSÜ

Hayatın devamı için su mutlaka gereklidir. Dünyanın yaklaşık 3/4 ü sularla kaplıdır. Yeryüzündeki göllerde, denizlerde, okyanuslarda ve diğer su kaynaklarında bulunan sular güneş ışınlarının etkisiyle sürekli buharlaşır. Bu buharlaşma sonucu atmosfere ulaşan su buharları, rüzgar hareketleriyle dünyanın farklı bölgelerine taşınır. Bu taşınma sırasında soğuk hava tabakalarıyla karşılaşan su buharları yoğunlaşır ve yağmur, kar veya dolu olarak tekrar yeryüzüne döner. Yeryüzüne inen sular toprakta süzülerek yer altı sularını oluşturur.

Su okyanuslar, göller, karalar ve akarsulardan buharlaşma yoluyla atmosfere karışır. Canlılardan ise solunum ve terleme yoluyla atmosfere karışır. Karasal ekosistemlerden döngüye katılan suyun büyük kısmı (% 90) bitkilerin terleme yolu ile atmosfere verdikleri sudur. Yeryüzündeki suyun büyük bir kısmını okyanuslar, denizler, göller ve akarsularda bulunan su meydana getirir. Suyun bir kısmı da yeraltı kaynaklarında, kayalıklardaki çatlakların arasında ve topraktaki partiküllere bağlı olarak bulunur. Bir kısmı da atmosferde buhar halinde bulunur. Suyun farklı kaynaklar arasındaki bu dolaşımı su döngüsü olarak bilinir.

AZOT DÖNGÜSÜ

Atmosferde bulunan gaz halindeki azotun canlılar tarafından kullanılması ve tekrar atmosfere dönmesi olayına azot döngüsü denir. Bazı bakteriler (siyanobakteriler ve baklagil kökünde yaşayan bakteriler) dışındaki hiçbir canlı havanın %78′ ini meydana getiren serbest azotu doğrudan kullanamaz. Havadaki azotun bitkiler tarafından kullanılmasında, baklagil köklerinde yaşayan azot bağlayıcı bakteriler (Rhizobium) etkili olur.

Hayvanlar beslenme yoluyla bitki ve diğer hayvanları yiyerek azot ihtiyacını karşılar. Bitki ve hayvanların ölü dokuları ile organik atıkları ayrıştırıcı organizmalar tarafından parçalanır. Bu parçalanma ile azotlu organik maddeler amonyak halinde toprağa karışır. Toprakta bulunan amonyak ise kemosentetik bakterilerden olan nitrit bakterileri tarafından nitrite, nitrat bakterileri tarafından da nitrata dönüştürür. Bu olaya nitrifikasyon denir. Toprakta yaşayan denitrifikasyon bakterileri nitrit ya da nitratIı bileşikleri atmosferin serbest azotuna dönüştürür. Bu olaya denitrifikasyon denir. Denitrifikasyon olayına bağlı olarak oluşan moleküler azot atmosfere verilir.

Bu şekilde oluşan azot ayrıca bazı bakteriler tarafından yeniden bitkilerin kullanabileceği azot bileşiklerine çevrilir ve böylece toprakta kalması sağlanır.

Bilgi: Havada bulunan azot, yıldırım ve şimşek enerjisi sayesinde suyun hidrojeni ve oksijeni ile birleşip NH3 ve NO3’a dönüşür. Daha sonra bu maddeler yağışlarla yeryüzüne iner. Topraktaki suda çözünen nitratlar bitki kökleri ile topraktan alınır.

KARBON DÖNGÜSÜ

Yeıyüzündeki organik karbonun kaynağı atmosferde bulunan karbondioksit gazıdır. Karbon molekülleri atmosfer, hidrosfer (deniz ve tatlı sular), litosfer (taş küre) ve canlı organizmaların yapısında depolanır. Bitki ve hayvanların organik atıkları ile canlılığını yitirmiş bitki ve hayvanlar ayrıştırıcılar tarafından parçalanır. Ayrıştırıcı canlıların solunumu sonucu da karbon dioksit açığa çıkar. Isınmak veya enerji üretmek için kömür, doğal gaz, petrol gibi fosil yakıtların kullanılması da atmosfere karbondioksit salınmasına neden olur. Yanardağ patlamaları ve orman yangınları nedeniyle de havaya bol miktarda karbondioksit verilir.

Suda yaşayan fitoplanktonlar (mikroskobik üreticiler) suda çözünmüş olarak bulunan karbondioksiti fotosentezde kullanır. Karalarda ise bitkiler fotosentez sırasında atmosferdeki karbondioksiti kullanır. Bu sayede inorganik karbon, besinlerdeki organik karbon haline dönüştürülmüş olur. Ototrof canlıların fotosentez yaparak sentezlediği besinler, hayvanlar ve diğer tüketiciler tarafından beslenme yolu ile alınır. Bu organik moleküller tüketici canlıların vücudunda oksijenli solunumla yıkılarak karbon dioksit ve suya dönüştürülür. Solunum sonucu oluşan karbon dioksit dış ortama atılır ve tekrar atmosfere karışır.

Madde Döngüleri Soruları ve Çözümleri

Çözümlü Örnek Test Soruları

Konu: Madde Döngüleri

1. Karbon döngüsü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Bitkiler fotosentez yaparak atmosferdeki karbondioksiti kullanır.
B) Solunum, yanma ve ayrışma süreçleri atmosfere karbondioksit verir.
C) Karbon sadece atmosferde bulunur, toprakta depolanmaz.
D) Fosil yakıtların yanması karbon döngüsüne katkı sağlar.

Çözüm:
Karbon, atmosferde CO₂ olarak bulunur ve bitkiler tarafından fotosentezle alınır. Solunum, yanma ve ayrışma süreçleri karbondioksiti atmosfere geri kazandırır. Ayrıca, karbon fosil yakıtlar ve organik maddeler içinde toprakta da depolanır.
Yanlış ifade C şıkkıdır.
Doğru cevap: C

---

2. Azot döngüsünde yer alan bakterilerin temel görevi aşağıdakilerden hangisidir?
A) Azot gazını doğrudan bitkilerin kullanımına sunmak
B) Atmosferdeki azotu bitkilerin kullanabileceği forma dönüştürmek
C) Oksijen üretimini sağlamak
D) Azotun atmosferde kalmasını sağlamak

Çözüm:
Azot gazı (N₂), doğrudan bitkiler tarafından kullanılamaz. Azot bağlayıcı bakteriler (Rhizobium gibi) atmosferdeki azotu amonyağa (NH₃) çevirir. Daha sonra nitrifikasyon bakterileri bunu nitratlara (NO₃⁻) dönüştürerek bitkilerin kullanımına sunar.
Doğru cevap: B

---

3. Fosfor döngüsü diğer madde döngülerinden hangi yönüyle farklıdır?
A) Atmosferde fazla miktarda fosfor bulunmaz.
B) Karasal ekosistemlerde gerçekleşmez.
C) Bitkiler fosforu doğrudan havadan alır.
D) Fosfor döngüsü canlıların enerji üretimi ile ilgisizdir.

Çözüm:
Fosfor döngüsü, diğer madde döngülerinden farklı olarak atmosferde gaz formunda bulunmaz. Genellikle toprak ve su sistemlerinde gerçekleşir.
Doğru cevap: A

---

4. Su döngüsü sırasında aşağıdaki olaylardan hangisi gerçekleşmez?
A) Buharlaşma
B) Yoğuşma
C) Fotosentez
D) Nitrat oluşumu

Çözüm:
Su döngüsünde buharlaşma, yoğuşma ve yağış gibi süreçler bulunur. Fotosentez de dolaylı olarak su döngüsüne katkıda bulunur. Ancak nitrat oluşumu azot döngüsü ile ilgilidir, su döngüsünün bir parçası değildir.
Doğru cevap: D

---

5. Aşağıdaki ekosistem bileşenlerinden hangisi madde döngülerinde temel rol oynar?
A) Tüketiciler
B) Ayrıştırıcılar
C) Parazitler
D) Yırtıcılar

Çözüm:
Madde döngülerinde en önemli görev ayrıştırıcılara aittir. Ölü organizmaları ve organik atıkları parçalayarak besin elementlerinin tekrar ekosisteme kazandırılmasını sağlarlar.
Doğru cevap: B