تنتقل العناصر الغذائية عبر النظم البيئية في دورات. ينتقل الكربون والنيتروجين والفوسفور وعناصر أخرى بين الغلاف الجوي والتربة والماء والكائنات الحية. وعلى عكس الطاقة، التي تتدفق وتُفقد على شكل حرارة، فإن المادة تدور في دورات. يمكن لذرة الكربون نفسها أن تكون جزءًا من شجرة، وغزال، وفطر، والغلاف الجوي في غضون سنوات قليلة. تحافظ دورات العناصر الغذائية على تزويد النظم البيئية بالعناصر التي تحتاجها الحياة.

لكل دورة مسارها وسرعتها الخاصة. تتحرك دورة الكربون بسرعة عبر الكائنات الحية، لكنها بطيئة عبر الصخور والوقود الأحفوري. تعتمد دورة النيتروجين على البكتيريا لتحويل النيتروجين الجوي إلى أشكال قابلة للاستخدام. أما دورة الفوسفور، فلا تحتوي على طور غازي، لذا فهي تتحرك بشكل رئيسي عبر التربة والماء والكائنات الحية. وقد أدى النشاط البشري إلى تعطيل هذه الدورات الثلاث. فحرق الوقود الأحفوري يُطلق الكربون، وتُضيف الأسمدة النيتروجين والفوسفور إلى المجاري المائية. وتُسبب هذه الاختلالات مشاكل تتراوح بين ازدهار الطحالب وتغير المناخ.

دورات المغذيات الرئيسية

• دورة الكربون: الغلاف الجوي، الكائنات الحية، المحيطات، الصخور.
• دورة النيتروجين: تحولات مدفوعة بالبكتيريا.
• دورة الفوسفور: التربة، والماء، والكائنات الحية.
• دورة الماء: التبخر، التكثيف، الهطول.

دورات المغذيات ليست حلقات مغلقة، بل تتسرب وتتجمع وتتغير تبعاً للظروف. وفهمها ضروري لإدارة التربة والمياه والمناخ.