Ekosistemin cansız öğelerinden olan ve canlılar için hayati önem arz eden maddeler dünyamızda devinimler yaparak bir döngü içerisinde hareket ederler. Maddelerin ekosistem içerisindeki bu dolaşımına madde döngüleri (çevrimler) denir. Bu maddeler su, oksijen, karbon, azot ve fosfor dur.

A. Su Döngüsü



Doğadaki su döngüsü denizler, karalar, göller, nehirler gibi cansız ortamla canlılar arasında olur. Bu sırada kısa döngü ve uzun döngü olmak üzere iki farklı döngü gerçekleşir. Kısa döngüde denizler, göller ve nehirlerdeki sular buharlaşır. Oluşan buhar, yağmur ve kar olarak yeryüzüne geri döner. Uzun döngüde, karalardaki buharlaşma ve canlıların solunum, terleme gibi olaylarla verdikleri su buharı atmosfere karışır. Bunlar, tekrar yağmur, kar olarak karalara ve denizlere döner. Bunun bir kısmı da yer altı sularını oluşturur . Suyun döngüsündeki dengenin bozulması, insan yaşamını olumsuz yönde etkiler.

Su döngüsünü bozan başlıca etkenler;
* Atık suların, temizlenmeden su kaynaklarına verilmesi,
* Ormanların ve diğer yeşil alanların azaltılması,
* Yeraltı sularının fazla miktarda kullanılması,
* Hava kirliliği nedeniyle asit yağmurlarının oluşmasıdır.

B. Karbon Döngüsü



Karbon, canlıların yapısını oluşturan temel maddedir. Bunun kaynağı da atmosferde ve sularda çözünmüş olan karbon dioksittir (C02). Fotosentez olayında, havadaki C02 yeşil bitkiler tarafından alınınca, C02'in karbonu fotosentez yapan canlılara geçer. Bitkilerden besinlerle hayvanlara aktarılır. Bu arada besinlerin yıkılması sonucu oluşan C02 tekrar atmosfere döner. Ayrıca bitki ve hayvanların ölüleri ve artıkları, ayrıştırıcılar tarafından parçalanarak C02 oluşur. Oluşan bu C02 tekrar atmosfere geçer. Bu arada bitki ve hayvan fosillerinin toprak altında uzun süre kalmasıyla oluşan kömür, petrol gibi yakıtlar ve kurumuş bitki dokuları yanınca oluşan C02 de atmosfere karışır. Böylece karbon, canlı ve cansız çevre arasında devirsel olarak kullanılır.

Fosil yakıtlarının fazlaca kullanılması ve yeşil alanların azalması sonucu atmosferdeki C02 miktarı giderek artmaktadır. Atmosferde C02'in birikmesi, karbon döngüsünü olumsuz yönde etkileyerek sera etkisi yaratır. Sera etkisi sonucu, yeryüzünden atmosfere verilen ısı, C02 tarafından tutulur ve dağılması önlenir. Bu olay yeryüzünün ısınarak buzulların erimesi ve sonuçta okyanuslardaki suların yükselmesi gibi olumsuzluklar yaratmaktadır.

Karbon devrinin, dolayısıyla doğanın dengesinin bozulmaması için;
- Yeşil alanların korunup artırılması,
- Fosil yakıt kullanımını azaltacak önlemlerin alınması gerekir. Böylece doğanın ve insanlığın geleceği korunabilir.

C. Oksijen Döngüsü



Oksijen döngüsü de C02 döngüsüne çok benzer. Doğadaki oksijenin bir kısmı atmosferde serbest oksijen molekülleri (02) hâlinde, bir kısmı da organik maddeler ve aynca C02, H20 gibi bileşiklerin yapısında bulunur. Fotosentez yapan organizmalar, C02 ve H20 kullanılıp organik maddeleri üretirken ortama serbest 02 verirler. Canlıların yaptıkları oksijenli solunumda, dışarıdan 02 alınır. Solunum sonunda dışarıya C02 ve H20 verilir. Bir yandan da yanabilen maddelerin oksitlenmesiyle bu maddelerdeki ve havadan alınan 02 yine H20 ve C02 hâlinde dışarı verilir.

Solunum ve yanma olayları sonucu oluşan CP2 ve H20, fotosentetik canlılar tarafından yeniden alınır. Alınan C02 ve H20, organik maddeler ve 02 e dönüştürülür. Böylece döngü sürüp gider .

D. Azot Döngüsü



Atmosferde bol miktarda (% 78) azot (N2) bulunmasına karşılık canlılar bunu doğrudan alıp kullanamaz. Canlılar, azotu ancak azot bileşikleri (azotlu maddeler) hâlinde alır. Bu amaçla hayvanlar amino asitlerden, bitkiler çözünmüş azot tuzlarından azot gereksinimlerini karşılar.

Azot döngüsü, aşamalı olarak aşağıdaki gibi gerçekleşir.

* Ölen organizmaların yapısındaki azot bileşikleri toprağa karışır. Bir yandan da hayvanların boşaltım arağı olan amonyak gibi azotlu maddeler de doğaya verilir.
* Toprak ve sularda bulunan bakteriler bu azot bileşiklerini parçalar. Parçalama sırasında çeşitli maddelerin yanında amonyak (NH3) ve serbest azot (N2) oluşarak ortama karışır.
* Amonyak, kimyasal tepkimelerle amonyum tuzlarına dönüşür.
* Bazı özel bakteriler, amonyum tuzlarını nitrit (N02) ve nitratlara (N03) dönüştürür. Baklagillerin köklerindeki gibi azot bağlayıcı bakterilerle algler, havanın serbest azotunu nitrit ve nitratlara dönüştürür. Bu arada şimşek ve yıldırım da havadaki azottan nitrat oluşumunu sağlar.
* Suda kolayca çözünen nitratlar, bitkilerin kökleriyle alınıp kullanılır. Kullanılan azotla bitkilerin protein, nükleik asit gibi azotlu maddeleri üretilir. Bunların bir kısmı bitkilerle beslenen hayvanların vücuduna geçer. Azot oksitleri vb. gazların yapay olarak bol miktarda üretilip kullanılması, ozon tabakasının incelmesine neden olur.

Yukarıda sıralandığı gibi canlılarla cansız çevre arasında azot döngüsü gerçekleşir. Azotun asıl kaynağı olan atmosferdeki azotun azalmaması, azot döngüsü ve doğal dengenin bozulmaması için;.
- Gübre üretiminde hava azotunun aşırı kullanılması engellenmeli,
- Fosil yakıtların aşırı kullanılması yerine güneşten, rüzgârdan enerji üreten alternatif enerji kaynaklarının kullanılması sağlanmalıdır.

E. Fosfor Döngüsü



Su, kayaların üzerinde akarken zamanla kayaların üst kısmını aşındırır. Bu arada kayalardan parçalar kopup suyla sürüklenir. Sularla sürüklenen fosfatlar denizlerin dibinde birikir. Fosfatların çok azı, balıkların ve deniz kuşlarının faaliyetleriyle tekrar karalara döner. Örneğin; deniz kuşları karalara bıraktıkları fosfat bakımından zengin dışkılarıyla (gübre) fosforun yeniden devreye girmesinde önemli rol oynar. Balıkların, insan ve hayvanlar tarafından yenilmesiyle de fosforun denizlerden karalara geçmesi sağlanır. Böylece fosfor karalardan denizlere, denizlerden tekrar karalara taşınarak döngü gerçekleşir.

Tüm canlılar, DNA, RNA, ATP gibi molekülleri sentezlemek için fosfor bileşenlerine gereksinim duyar. Fosforu, bitkiler suyla birlikte fosfat tuzlan hâlinde alıp organik fosfatlara dönüştürür. Hayvanlar da fosforu içme suyuyla yedikleri besinlerle inorganik ve organik fosfatlar olarak alır. Canlıların artıklarıyla ölüleri ayrıştırılınca fosfor bileşikleri tekrar doğaya dönerek fosfor döngüsü sağlanır.