నిర్దిష్ట కాల వ్యవధిలో నేల/ నీటిలో ఉన్న కార్బన్, నైట్రోజన్, ఆక్సిజన్, సల్ఫర్, హైడ్రోజన్, పాస్ఫరస్ మొదలైన ఖనిజ పోషకాల మొత్తాన్ని నిలకడ స్థితి అని పిలుస్తారు. ఆవరణ వ్యవస్థలో పోషకాలు శక్తి, ఆహారపదార్థాల లాగ కాకుండా జీవులకు వాటి పరిసరాలకు మధ్య (శిలావరణం, ట్రోపో ఆవరణం, జలావరణం) చక్రీయంగా బదిలీ అవుతాయి. ప్రతి జీవికి ప్రత్యుత్పత్తి, శ్వాసక్రియ, శారీరక ప్రక్రియలను నిర్వహించడానికి నిరంతరంగా పోషక పదార్థాలు అందుబాటులో ఉండాలి.
సేంద్రీయ పదార్థాల్లో చనిపోయిన వృక్ష, జంతు కళేబరాల నుంచి ఏర్పడ్డ ప్రోటీన్లు, కొవ్వులు, పిండి పదార్థాలు మొదలైనవి ఉన్నాయి. ఈ సేంద్రీయ పదార్థాలే బాక్టీరియా చర్యల వల్ల చివరికి సరళమైన అకర్బన పోషక పదార్థాలుగా మారతాయి. ఆకుపచ్చని మొక్కలు పర్యావరణంలోని ఈ ఖనిజ పదార్థాలను గ్రహించుకుని వాటిని మళ్లీ కార్బోహైడ్రేట్స్, ప్రోటీన్స్, లిపిట్స్ అనే సంక్షిష్ట ఆహార పదార్థాలుగా మార్పిడి చెందించి ఆవరణ వ్యవస్థలోని ఇతర జీవ జాతులకు ఆహార గొలుసుల ద్వారా అందించడం వల్ల ఆవరణ వ్యవస్థల సమతుల్యం పరిరక్షించబడుతుంది.
జల వలయం : జీవులకు, వాటి చుట్టూ ఉన్న భౌతిక పరిసరాలకు (వాతావరణం, శిలావరణం, జలావరణం) మధ్య నీరు ఘన, ద్రవ, వాయు స్థితుల్లో చక్రీయంగా బదిలీ కావడాన్ని జల చక్రం లేదా జల వలయం అని పిలుస్తారు. దీనివల్ల జీవులకు ప్రాణధారమైన నీరు అందుబాటులోకి వస్తుంది. జల చక్రం కొనసాగడానికి మూలం సూర్యుడు, భూమిని చేరిన సౌర వికిరణం వల్ల భూమి మీద గల జలాశయాలు, మొక్కలు, మంచు ప్రాంతాల నుంచి నీరు భాష్పీభవనం, భాష్పోత్సేకం, ఉత్పతనం వంటి ప్రక్రియల ద్వారా వాతావరణంలోకి చేరి ద్రవీభవనం చెంది నీటి బిందువులు, మంచు రూపంలో భూ ఉపరితలాన్ని చేరి, ప్రవాహ వ్యవస్థల ద్వారా తిరిగి జలాశయాల్లోకి చేరుతుంది. ఈ నీరే భూమి మీద గల జీవ జాతుల మనుగడకు కావాల్సిన నీటి వనరులను సమకూరుస్తుంది.
కర్బన వలయం : జీవ, నిర్ణీజ పదార్థాల మధ్య కర్బన వినిమయాన్ని కార్బన్ వలయం అని పిలుస్తారు. భూ వాతావరణంలో చాలా తక్కువ పరిమాణంలో అంటే 0.03 శాతం మాత్రమే ఉంటుంది. వృక్ష, జంతు కణజలాల నిర్మాణానికి, కార్బన్ వెన్నెముక వంటిది. ట్రోపో ఆవరణంలో వాయుస్థితిలో అంటే కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ రూపంలో లభ్యమవుతున్న కార్బన్ను సూర్యకాంతి సమక్షంలో మొక్కలు గ్రహించుకొని కార్బోహైడ్రేట్స్ రూపంలో సంశ్లేషణ చెందిస్తాయి. ఈ ఆహార పదార్థం ఉత్పత్తిదారులు, వినియోగదారులు, విచ్ఛిన్నకారులకు బదిలీ అవుతూ చివరికి విచ్ఛిన్నకారులతో (బ్యాక్టీరియాలు, శిలీంద్రాలు) సరళ అకర్బన పదార్థాలుగా విడగొట్టబడుతాయి. అంతిమంగా అందులోని కార్బన్ తిరిగి వాతావరణంలోకి కొంత వాయు స్థితిలో, జలావరణం, శిలావరణంలోకి కార్బోనేట్స్, బై కార్బోనేట్స్ రూపంలో బదిలీ అవుతుంది. ఈ విధానం ద్వారా కార్బన్ శిలావరణం, వాతావరణం, జలావరణల మధ్య ఘన, ద్రవ, వాయు స్థితుల్లో చక్రీయంగా బదిలీ అవుతూ మొక్కలు జరిపే కిరణజన్య సంయోగక్రియలో కార్బోహైడ్రెట్స్ రూపంలో సంశ్లేషణ చెందుతుంది.
పాస్ఫరస్ : అవక్షేప వలయాల్లో పాస్ఫరస్ వలయం చాలా ముఖ్యమైంది. పాస్ఫరస్ మూలకం అడినోజిన్ ట్రైపాస్పేట్(ఏటీపీ)గా కణజాల నిర్మాణంలో కీలకమైన పాత్రను పోషిస్తుంది. ఇది శక్తి వాహకంగా వ్యహరిస్తుంది. పాస్ఫరస్ మూలకం భౌమావరణ వ్యవస్థలోనూ జలావరణ వ్యవస్థలోనూ కొద్ది మాత్రంలో ఉంటుంది. పాస్ఫటిక్స్ శిలల శైథిల్యం ద్వారా పాస్ఫరస్ విడుదలై మొక్కలకు అందుబాటులో ఉంటుంది. ఆర్దోపాస్పేట్ ఆయాన్ల రూపంలోనున్న అకర్బన పాస్పేట్లు వృక్షాల జీవన క్రియల్లో పాల్గొని ఆహారపు గొలుసు ద్వారా క్రమంగా వినియోగదారులకు, విచ్ఛిన్నకారులకు ప్రవహించి చివరకు నేలలో కలుస్తాయి. నేలలోకి విడుదలైన పాస్పేట్లు తిరిగి వృక్షాలకు వినియోగపడుతాయి. కొంత భాగం వర్షపు నీటి ద్వారా సముద్రాలకు చేరి పిట్టల వంటి కొన్ని జీవజాతుల ద్వారా తిరిగి నేలను చేరుతుంది. నేటి ఆధునిక వ్యవసాయ రంగంలో పాస్పేటు ఎరువుల వాడకం మరీ ఎక్కువైనందువల్ల నీటిలో ఆక్సిజన్ కొరత తదితర యూట్రాపికేషన్ నీటి కాలుష్య సమస్య ఉత్పన్నమవుతున్నది.
నత్రజని వలయం : జీవులకు చుట్టూ ఉన్న పరిసరాలకు మధ్య జరిగే నత్రజని పదార్థాల వినిమయాన్ని నత్రజని వలయం అని పిలుస్తారు. వాతావరణంలో నైట్రోజన్ వాయువు 78.0.84శాతం ఉంటుంది. ఇది జడవాయువు. రసాయన చర్యల్లో పాల్గొనదు. ప్రోటీనులు, కేంద్రకామ్లాలు, అమైనో ఆమ్లాలు, పెప్టైడ్ గొలుసుల నిర్మాణానికి నత్రజని మూలాధారంగా ఉంటుంది. ఇంత ముఖ్యమైన వాయువు అయినా జీవజాతులు నైట్రోజన్ వాయువును ప్రత్యక్షంగా గ్రహించలేవు. వృక్షాలు నేల నుంచి నైట్రేట్లను గ్రహిస్తాయి. రైబోజియం వంటి బ్యాక్టీరియం వల్ల వాతావరణంలోని నైట్రోజన్ వాయువు, నేలలో నైట్రేట్లుగా స్థిరీకరించబడుతుంది. దీనిని నత్రజని స్థాపన అని అంటారు. బాసిల్లస్ వంటి పూతికాహార బాక్టీరియాలు మృత కళేబరాలను విచ్ఛిన్నం చేసి అమ్మోనియాను విడుదల చేస్తాయి. ఈ విధాన్ని అమోనీకరణ అంటారు. నౌట్రోసోమోనాస్ వంటి నత్రీకరణ బాక్టీరియం వల్ల అమ్మోనియా వాయువు నైట్రేట్లుగా మారి నేలలో స్థిరీకరించబడుతుంది. ఈ విధానాన్ని నత్రీకరణ అని అంటారు. సూడోమోనస్ వంటి నత్రీకరణ బాక్టీరియం వల్ల అమ్మోనియా కొంత నైట్రేట్లుగా మారి శిలావరణంలోకి, మరికొంత స్వేచ్ఛా నత్రజని వాయువుగా మారి నేల నుంచి విడివడి వాతావరణంలోకి కలిసిపోతుంది. ఈ విధానాన్ని వినత్రీకరణ అని అంటారు. నత్రజని స్థాపన వంటి విధానాల వల్ల వాతావరణంలోని ఆకర్బన నత్రజని, కర్బన నత్రజనిగా మారి మొక్కల దేహాల్లోకి ప్రవేశిస్తుంది. మొక్కల దేహాల్లో కర్బన నత్రజని ప్రోటీనులుగా నిర్మితమవుతుంది. మొక్కల కళేబరాలలోని కర్బన్ నత్రజని వినత్రీకరణ వల్ల ఆకర్బన్ నత్రజనిగా మారి వాతావరణంలోకి వెలువడుతూ నత్రజన సాంద్రత స్థాయి క్రమబద్దం అవుతుంది.
ఆక్సిజన్ వలయం : జీవుల చుట్టూ ఉన్న పరిసరాలకు నిర్జీవ పదార్థాల మధ్య జరిగే ఆక్సిజన్ వినిమయాన్ని ఆక్సిజన్ వలయం అని అంటారు. వాతావరణంలో ఆక్సిజన్ వాయువు 20.917 శాతం పరిమాణంలో ఉంది. జీవావరణంలోని హరిత వృక్షాలు ఒక సంవత్సరంలో విడుదల చేసిన ఆక్సి జన్ చదరపు మీటర్ కు ఎనిమిది మోల్స్ ఉంటుందని శాస్త్రవేత్తలు అంచనా వేశారు. ఈ వాయువు సర్వప్రాణుల శ్వాసక్రియకు సరిపోతుంది. నీటిలో కరిగిన ఆక్సిజన్ కూడా ఎక్కువగానే ఉంటుంది. అదే విధంగా ఓజోన్ పొరలో కూడా ఆక్సిజన్ అధిక మోతాదులోనే ఉంటుంది. కాబట్టి ఆక్సిజన్ వాయువు జీవరాశుల అవస రానికి మించి పుష్కలంగా ఉంటుంది.
