Atmosfäriskt syre krävs av alla mark- och vattenväxter och djur för andning: nedbrytning av organiska föreningar för kol och energi som är nödvändiga för cellulärt underhåll och tillväxt. Växter och djur returnerar sedan syre till atmosfären, jorden eller vattnet, men det finns flera vägar för syre att ta, främst genom att interagera med andra molekyler i mark och vatten.

Luft, mark och vatten

Jordens atmosfär har en syrekoncentration på 21 procent och elementet cyklas snabbt mellan växter, djur och atmosfären genom fotosyntes och andning. I vatten rör sig syre mycket långsammare, så syreförbrukningen genom andning överstiger ofta produktionen genom fotosyntes, vilket resulterar i dagliga skift i koncentrationer av löst syre. På samma sätt är syrepenetration i mättad jord mycket långsammare än i torr jord vilket leder till olika syrekoncentrationer i olika delar av jorden. Detta påverkar i sin tur ytterligare syretransport.

Fotosyntes

I fotosyntes omvandlas atmosfärisk koldioxid till glukos inuti plantans löv. Syre är en biprodukt av fotosyntes och frigörs av växterna tillbaka till atmosfären. Det kan också släppas genom rotsystemet, vilket ger syre till marken. Submerged vattenlevande vegetation och fytoplankton frigör syre som produceras under fotosyntesen i vattnet. Både mark- och vattenväxter gör syrgas tillgänglig för andning av andra växter och djur.

Andning

Andning är en cellulär process som utförs av både växter och djur. Vid andning används molekylärt syre för att bryta ned organiska kolföreningar. I djur kommer detta kol från maten de konsumerar, medan kol i växter erhålls under fotosyntesen. Andning som kräver syre kallas aerob andning och består av syreupptagande elektroner från kol. Andra ämnen än syre kan användas för att ta emot elektroner från kol, men de är mindre effektiva.

Anaerob respiration

Syre ger mest energi till växter, djur och mikrober under andning. Men när allt syre i vatten eller mättat jord har konsumeras kan vissa mikrober ersätta andra föreningar för syre, inklusive järn, mangan, nitrat och sulfat, i en process som kallas anaerob andning. Anaerob andning är vanlig i våtmarker, som ofta översväms och har lägre syrekoncentrationer än torrare jordar. När syre reentrerar marken eller vattnet, börjar aerob andning igen.