Redigerer Fosforkretsløpet (avsnitt)

== Menneskelig påvirkning av fosforkretsløpet ==
Næringsstoffer er viktige for overlevelse og vekst for levende organismer, og er derfor avgjørende for utvikling og vedlikehold av sunne økosystemer. Mennesker har i stor grad påvirket fosforsyklusen ved å utvinne fosfor til brukt i gjødsel og ved å transportere det og landbruksprodukter over hele kloden. Transport av fosfor i matvarer fra gårder til byer har resultert i en stor endring i den globale fosforsyklusen. Opphopning av næringsstoffer, spesielt fosfor og [[nitrogen]], er skadelige for økosystemer i vann. Vann får høyt fosforinnhold på grunn av landbruksavrenning og utslipp av avløpsvann. Tilførsel av fosfor på grunn av avrenning fra landbruket kan gi oksygenmangel (''[[Eutrof|eutrofiering]]'') av overflatevann, noe som i neste omgang gir [[Vannblomst|algeoppblomstring]] og oksygenmangel.<ref>{{cite journal | vauthors = Daniel TC, Sharpley AN, Lemunyon JL | title = Agricultural phosphorus and eutrophication: A symposium overview | journal = Journal of Environmental Quality | date = 1998 | volume = 27 | issue = 2 | pages = 251–7 | doi = 10.2134/jeq1998.00472425002700020002x | url = https://pubag.nal.usda.gov/pubag/downloadPDF.xhtml?id=20276&content=PDF | accessdate = 2023-12-25 | archivedate = 2019-02-09 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20190209232257/https://pubag.nal.usda.gov/pubag/downloadPDF.xhtml?id=20276&content=PDF }}</ref> 

Menneskelige handlinger har forsterket de biosfæriske strømmene av viktige grunnstoffer, så vel som transport av [[mineral]]er til havet. Intensiveringene har i stor grad kommet fra en kombinasjon av forbrenning av fossilt brensel, metallsmelting, endringer i arealbruk og bruk av gjødsel. Der de to sistnevnte skyldes økt erosjon forårsaket av storskala avskoging, dårlig landbrukspraksis, overbeiting og urbanisering. Fra 1950-årene og utover utgjorde de fleste av disse forstyrrelsene betydelige andeler av de totale biosfæriske prosessene der disse grunnstoffene inngår (frigjøring, fiksering, oksidasjon, oppløsning). Det er utsikter for enda større innvirkninger før den [[Naturens tålegrense|globale tålegrensen]] nås. Modifikasjoner av det globale [[karbonkretsløpet]] har fått mesteparten av oppmerksomheten fra forskere, så vel som politisk fokus, på grunn av raske klimaendringer. Men relativt sett er forstyrrelser av nitrogen- og fosforsyklusene enda større, og på noen måter også mer uoverkommelige å endre.{{sfn|Smil|2002|p=245–251}}

=== Historisk utvikling ===
{{se også|Peak fosfor}}

[[File:The site of secondary mining of Phosphate rock in Nauru, 2007. Photo- Lorrie Graham (10729889683).jpg|mini|Uttak av mineralsk forsfor i [[Nauru]], [[Mikronesia]] i det sentrale Stillehavet. {{byline|Lorrie Graham}}]]

Som med nitrogen er den viktigste menneskeskapte påvirkning på fosforsyklusen bruk av uorganisk gjødsel ([[kunstgjødsel]]). Produksjonen av slik gjødsel begynte i 1840-årene med behandling av fosforholdige bergarter med fortynnet svovelsyre.{{sfn|Smil|2002|p=245–251}} I tillegg til fosfor, er nitrogen og [[kalsium]] i kunstgjødsel av avgjørende betydning for landbrukets kraftige vekst gjennom 1900-tallet, og dermed for at verdens befolkning kunne øke seks ganger. Nitrogen kan utvinnes fra luften, men fosfor og kalsium kan bare utvinnes fra gruver.<ref name="Looming_Crisis">{{Kilde artikkel | forfattere = Vaccari, David A.  | tittel = Phosphorus: A Looming Crisis | publikasjon = Scientific American | år = juni 2009 | bind = 300 | hefte = 6 | side = 54–59 | doi = 10.1038/scientificamerican0609-54 | url = https://sswm.info/sites/default/files/reference_attachments/VACCARI%202009%20Phosphorus%20-%20A%20Looming%20Crisis.pdf }}</ref>

Det har blitt fremsatt prognoser for at det vil oppstå en ''[[peak fosfor]]'', der produksjon av fosfor når sin topp og etter det faller.<ref name="APP">{{Kilde artikkel | forfattere = | tittel = Approaching peak phosphorus | publikasjon = Nature Plants | år = 15. september 2022 | bind = 8 | hefte = 979 | sider =  | doi = 10.1038/s41477-022-01247-2 | url = https://doi.org/10.1038/s41477-022-01247-2 | format= | ISSN = }}</ref> Det foreligger prognoser som anslår fortsatt nok fosfor frem til 2100 med dagens forbruk,<ref name="Looming_Crisis"/> eller enda mye lengre.<ref name="VanKauwenbergh">{{cite book|last1=Van Kauwenbergh|first1=Steven J.|title=World Phosphate Rock Reserves and Resources|date=2010|publisher=International Fertilizer Development Center (IFDC)|location=Muscle Shoals, AL, USA|isbn=978-0-88090-167-3|pages=60|url=http://ifdc.org/technical-bulletins/|access-date=2023-12-25|archive-date=2018-08-19|archive-url=https://web.archive.org/web/20180819051418/https://ifdc.org/technical-bulletins/}}</ref>{{sfn|Brownlie|2022|p=vi–vii}}

De tre største produsentene i verden er Kina, USA og [[Marokko]] og disse står for omtrent to tredjedeler av den globale produksjonen (i 2002).{{sfn|Smil|2002|p=245–251}} Marokko kontrollerer per 2009 hele 40 % av verdens fosforreserver.<ref name="Looming_Crisis"/> De resterende reserver (2023) av fosfatmineraler antas å utgjøre minst 180–200 milliarder tonn.<ref name="SNL_Fosfor"/> Utfordringen består imidlertid av kostnadene og vanskene med å utvinne anvendbar fosfor fra kildene, blant annet fordi deler av reservene ligger meget dypt i berggrunnen eller til havs.<ref name="Looming_Crisis"/>

I 1800 var menneskeskapt uttak av fosfor omtrent en tredjedel av den totale strømmen av stoffet på landjorden. På begynnelsen 2000-tallet utgjorde naturlige tap av fosfor fra jord til luft og vann rundt 10 millioner tonn per år, mens erosjon introduserer i størrelsesorden 30 millioner tonn fosfor i det globale miljøet årlig. Dette hovedsakelig fordi menneskelige handlinger omtrent har tredoblet avrenningen til vann og vassdrag. En variabel del av denne tilførslen avsettes i og langs elver før det kommer ut i havet, men den totale årlige vannbårne overføringen av fosfor til havet er minst doblet, og vannbåren fosfor, sammen med nitrater, forårsaker forurensning av vann og vassdrag.{{sfn|Smil|2002|p=245–251}} [[Klimaendring]]er forventes å øke disse miljøproblemene, i tillegg til at utslipp av klimagasser fra vassdrag som inneholder mye fosfor kan forsterke den [[Global oppvarming|globale oppvarmingen]] ([[Tilbakekoblingsmekanisme (klima)|tilbakekobling]]).{{sfn|Brownlie|2022|p=vi–vii}}

Den globale matproduksjonen brukte i 2002 rundt 12 millioner tonn fosfor. Til sammenligning er det ikke mer enn 4 millioner tonn fosfor som oppstår naturlig på grunn av forvitring av fosforholdige bergarter og ved atmosfærisk avsetning. Fosfor i gjødsel er dermed uunnværlig for å produsere de store avlingene som trengs for verdens befolkning. Imidlertid fører økt jorderosjon fra kornåkre og nedbrente beitemarker til utslipp av omtrent dobbelt så mye fosfor som naturlig [[denudasjon]] (alle mekanismer som sliter vekk jordskorpen, som forvitring, erosjon, isbreer) ville ha ført til. Siden 1800 har det også vært en økning på omtrent tolv ganger av fosfor som forsvinner i avfall og avløpsvann fra dyr og mennesker.{{sfn|Smil|2002|p=245–251}}

=== Konsekvenser for økosystemer ved stor tilførsel av fosfor ===
[[File:River algae Sichuan.jpg|mini|[[Eutrofiering]] kan forårsake kraftig algeoppblomstring som her i en elv nær [[Chengdu]], [[Sichuan]], Kina. {{byline|Felix Andrews}}]]

Fosfor og andre stoffer fra kunstgjødsel forårsaker alvorlige miljøproblemer på grunn av avrenning fra jordbruksland, med algeoppblomstring og oksygenmangel (''[[Eutrof|eutrofiering]]'') i vann og vassdrag, våtmarker og kyst som de største.<ref name="Looming_Crisis"/>{{sfn|Brownlie|2022|p=ii–iii}}<ref name="UNEP">{{cite journal | url = http://www.unep.or.jp/ietc/publications/short_series/lakereservoirs-3/3.asp | title = Where Nutrients Come From and How They Cause Entrophication | journal = Lakes and Reservoirs | volume = 3 | publisher = United Nations Environment Programme | accessdate = 2023-12-25 | archivedate = 2019-07-30 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20190730060731/http://www.unep.or.jp/ietc/publications/short_series/lakereservoirs-3/3.asp }}</ref> De primære årsakene til eutrofieringen er tilførsel av nitrogen og fosfor som overskrider et vassdrags kapasitet for mottak, deretter oppstår sterk algevekst med påfølgende stort oksygenopptak når algene dør og brytes ned.<ref name="Carpenter_2005">{{cite journal | vauthors = Carpenter SR | title = Eutrophication of aquatic ecosystems: bistability and soil phosphorus | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 102 | issue = 29 | pages = 10002–5 | date = juli 2005 | pmid = 15972805 | pmc = 1177388 | doi = 10.1073/pnas.0503959102 | url = https://www.pnas.org/content/pnas/102/29/10002.full.pdf | bibcode = 2005PNAS..10210002C | doi-access = free }}</ref> Økosystemer i vann er under kraftig stress på grunn av forurensing fra fosfor og er de [[Biom|biomene]] med størst tap av biodiversitet.{{sfn|Brownlie|2022|p=vi–vii}}

Siden en stor mengde fosfor allerede er tilstede i jordsmonnet mange steder, vil ytterligere overforbruk av gjødsel og overanrikning føre til stadig økt fosforkonsentrasjon i landbruksavrenning. Når erodert jord strømmer ut i innsjøer, bidrar både fosfor og nitrogen til eutrofiering. Jorderosjon kan være forårsaket av avskoging på grunn av manglende planlegging og urbanisering.<ref name = "Conley_2009">{{cite journal | vauthors = Conley DJ, Paerl HW, Howarth RW, Boesch DF, Seitzinger SP, Havens KE, Lancelot C, Likens GE | title = Ecology. Controlling eutrophication: nitrogen and phosphorus | journal = Science | volume = 323 | issue = 5917 | pages = 1014–5 | date = februar 2009 | pmid = 19229022 | doi = 10.1126/science.1167755 | s2cid = 28502866 }}</ref>

=== Tiltak for å redusere og effektivisere bruken av fosfor ===
Bærekraftig bruk av fosfor innebærer reduksjon av forbruk, resirkulering og gjenbruk.<ref name="Looming_Crisis"/> Tiltakene dreier seg om det som tas bort fra landjorden via avlinger, mens andre tiltak fokuserer på reduksjon av avrenning. Rensing av avløpsvann kan få tilbake noe av fosforet og bruke det på nytt i landbruket,<ref name="APP"/> det samme med resirkulering av organisk avfall.<ref name="Fighting_Peak_Phosphorus">{{Kilde www | forfatter= | url= https://web.mit.edu/12.000/www/m2016/finalwebsite/solutions/phosphorus.html | tittel= Fighting Peak Phosphorus | besøksdato= 24. desember 2023 | utgiver= MIT | dato = 2016 | format= }}</ref> 

Tiltak for å øke effekten av fosfor i landbruket går ut på å få optimalt plantevekst og avkastning, først og fremst ved mye lavere konsentrasjon av fosfor i kunstgjødselen,<ref name="APP"/> bruk av terrasser og praksiser uten bruk av plog, samt at stilk og stengler fra vekster føres tilbake til jorden.<ref name="Looming_Crisis"/> På forbrukssiden er redusert [[matsvinn]] viktig for redusert bruk av fosfor, det samme med mindre forbruk av kjøtt og meieriprodukter.{{sfn|Brownlie|2022|p=viii–ix}}