Cõc nguyớn tố húa học bao gồm cả cõc nguyớn tố cơ bản tham gia văo thănh phần của chất nguyớn sinh, thường tuần hoăn trong sinh quyển theo cõc con đường đặc trưng. Chỳng từ
mụi trường ngoăi đi văo cơ thể cõc sinh vật rồi lại đi ra ngoăi mụi trường. Vũng chuyển động khĩp kớn đú của vật chất được gọi lă cõc chu trỡnh sinh-địa-húa học. Cú thể gọi sự vận chuyển của cõc nguyớn tố cần thiết cho sự sống vă cõc hợp chất vụ cơ lă chu trỡnh cõc chất dinh dưỡng. trong sinh quyển tồn tại hai kiểu chu trỡnh sinh-địa-húa học:
- Chu trỡnh cõc chất khớ vốn cú nguồn dự trữ lớn trong sinh quyển hoặc thủy quyển như chu trỡnh nitơ, CO2 vă oxi. Cõc chu trỡnh năy cú khả năng tựđiều chỉnh nhanh khi cú sự
hủy hoại cục bộ ở mức độ nhất định. Vớ dụ: ở nơi năo đú cú sự tăng cường quõ trỡnh oxi húa hoặc đốt chõy, hăm lượng oxi giảm, cũn CO2 dư thừa sẽ nhanh chúng phõt tõn theo giú, hoặc tăng cường hấp thu CO2 của cđy xanh vă quõ trỡnh tạo thănh cacbonat.
- Chu trỡnh cõc chất lắng đọng (trầm tớch), đặc biệt cú sự tham gia của cõc nguyớn tố
như photpho vă sắt thỡ thường rất kĩm hoăn thiện hoặc dễ bị phõ hủy do sự biến đổi cục bộ.
Đđy chớnh lă do cõc nguyớn tố năy cú nguồn dự trữ nhỏ, thường ớt di chuyển trong vỏ quảđất. Vật chất quay vũng tựy thuộc văo hoạt động của cõc quần xờ sinh vật. Tốc độ vận
động phụ thuộc văo cấu trỳc vă hoạt động chức năng của quần xờ vă điều kiện đảm bảo cho hoạt động đú. Mỗi nguyớn tố trong quõ trỡnh chu chuyển cú thể hoăn thănh toăn bộ chu trỡnh hay chỉ tham gia văo từng cụng đoạn rồi lại tõch ra văo mụi trường hay lắng đọng đi văo nguồn dự trữ (than đõ, dầu mỏ...)
1. Chu trỡnh của cõc chất khớ
1.1.1. Chu trỡnh CO2 được hỡnh thănh do hụ hấp của sinh vật, cõc phản ứng oxi húa vă do hoạt động của nỳi lửa phun ra. CO2 lă nguyớn liệu cho quõ trỡnh quang hợp. Nhờ hai quõ trỡnh tổng hợp vă phđn hủy cõc chất mă CO2/O2ổn định. Do hoạt động của con người mă tỷ số CO2/O2đang thay đổi (đốt rừng, phõt triển cụng nghiệp, giao thụng vận tải...). Đầu thời kỳ cõch mạng cụng nghiệp hăm lượng CO2 lă 290 ppm; 1958 lă 315 ppm; 1970 lă 321 ppm; 1980 lă 335 ppm.
1.1.2. Chu trỡnh nước: Nước chứa trong khớ quyển khụng lớn, tốc độ quay vũng nhanh, thời gian lưu lại ngắn hơn so với CO2. Sự chu chuyển của nước nhờ năng lượng mặt trời. Trong chu trỡnh nước cú hai vấn đềđõng lưu ý:
- Biển mất nước do bốc hơi lớn hơn lượng nước nhận được do mưa cũn trớn trõi đất liền ngược lại.
. - Lượng nước ngầm đang bị thu hẹp do hoạt động của con người. 1.2. Chu trỡnh của nitơ
Nitơ lă khớ trơ song do quõ trỡnh quang húa vă điện húa trong thiớn nhiớn mă nú trở
thănh nitơ liớn kết (NO, NO2) rồi chuyển văo cõc hệ sinh thõi. Theo Hutchison (1957): một năm sinh quyển cố định 140-170mg N/m2. Nitơ cũn được cốđịnh bởi cõc vi khuẩn hiếu khớ, kỵ khớ, vi khuẩn sống cộng sinh, một số loăi tảo...Thực vật đờ sử dụng nitơ dưới dạng muối để
tạo nớn sinh chất. Những chất chứa nitơ khi bị phđn hủy lại trả cho mụi trường dưới dạng N2 hoặc cõc muối chứa nitơ.
1.3. Chu trỡnh của lưu huỳnh
Lưu huỳnh trong khớ quyển ở dạng H2S khụng lớn như lă nguồn lưu huỳnh dự trữ
trong đất, chu trỡnh năy cú nhiều nĩt rất đặc trưng, cú sự phđn cụng cho cõc nhúm hoăn thănh những phản ứng xõc định: oxi húa hoặc khử:
H2S → S → SO4: do vi khuẩn lưu huỳnh khụng mău, mău xanh hoặc đỏđảm nhận SO4→ H2S: do disunfovibrio khử kỵ khớ
H2S → SO4: do thiobacillus oxi húa hiếu khớ sulfit
S (hữu cơ) → SO4→ H2S: do vi sinh vật kỵ khớ vă hiếu khớ tương ứng
Khớ H2S được thoõt lớn vă văo khớ quyển do hoạt động của vi sinh vật ở trầm tớch vă
đõy nước sđu. Muối sulfat (SO4) lă dạng chủ yếu được sinh vật tự dưỡng khử để đưa lưu huỳnh văo thănh phần của protit. Trong hệ sinh thõi lưu huỳnh được sử dụng khụng nhiều cho nớn ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của động, thực vật khụng lớn.
2. Chu trỡnh photpho vă cõc chất lắng đọng
2.1. Chu trỡnh photpho
Photpho lă nguyớn tố rất quan trọng tham gia văo cõc hoạt động chức năng của tế băo vă
được thực vật hấp thụ dưới dạng P2O5 rồi chuyển húa trong chuỗi thức ăn vă hoăn lại cho mụi trường. Nguồn dự trữ photpho khụng lớn vă ở dạng quặng hoặc cõc trầm tớch khõc của vỏ trõi
đất, quặng bị phong húa trở thănh photpho rồi trở văo cõc quần xờ sinh vật. Sự mất photpho nước rửa trụi văo biển sđu lớn hơn photpho hoăn trả lại cho mụi trường nớn về lđu dăi photpho sẽ ngăy một giảm. Vớ dụ: hăng năm trớn thế giới khai thõc 1-2 triệu tấn photpho nhưng hoăn trả
lại photpho cho đất chỉ xấp xỉ 60.000 tấn. 2.2. Chu trỡnh cõc chất lắng đọng
Cõc chất lắng đọng gắn bú với đất nhiều hơn so với cõc chất khớ. Sự tuần hoăn của chỳng gđy ra do xúi mũn, rửa trụi, hoạt động của nỳi lửa vă sự vận chuyển sinh học.Dưới đđy lă số liệu
đõnh giõ về sự vận chuyển cõc chất lắng đọng ra biển