Τα θρεπτικά συστατικά κινούνται μέσα στα οικοσυστήματα σε κύκλους. Ο άνθρακας, το άζωτο, ο φώσφορος και άλλα στοιχεία περνούν μεταξύ της ατμόσφαιρας, του εδάφους, του νερού και των ζωντανών οργανισμών. Σε αντίθεση με την ενέργεια, η οποία ρέει και χάνεται ως θερμότητα, η ύλη κάνει κύκλους. Το ίδιο άτομο άνθρακα μπορεί να είναι μέρος ενός δέντρου, ενός ελαφιού, ενός μύκητα και της ατμόσφαιρας μέσα σε λίγα χρόνια. Οι κύκλοι των θρεπτικών συστατικών διατηρούν τα οικοσυστήματα εφοδιασμένα με τα στοιχεία που χρειάζεται η ζωή.

Κάθε κύκλος έχει τη δική του πορεία και ρυθμό. Ο κύκλος του άνθρακα κινείται γρήγορα μέσα στους ζωντανούς οργανισμούς, αλλά αργά μέσα από τους βράχους και τα ορυκτά καύσιμα. Ο κύκλος του αζώτου εξαρτάται από τα βακτήρια για τη μετατροπή του ατμοσφαιρικού αζώτου σε χρησιμοποιήσιμες μορφές. Ο κύκλος του φωσφόρου δεν έχει αέρια φάση, επομένως κινείται κυρίως μέσα από το έδαφος, το νερό και τους οργανισμούς. Η ανθρώπινη δραστηριότητα έχει διαταράξει και τα τρία. Η καύση ορυκτών καυσίμων απελευθερώνει άνθρακα. Τα λιπάσματα προσθέτουν άζωτο και φώσφορο στις υδάτινες οδούς. Αυτές οι διαταραχές προκαλούν προβλήματα που κυμαίνονται από την άνθηση των φυκιών έως την κλιματική αλλαγή.

Κύριοι κύκλοι θρεπτικών συστατικών

• Κύκλος του άνθρακα: ατμόσφαιρα, οργανισμοί, ωκεανοί, πετρώματα.
• Κύκλος αζώτου: μετατροπές που προκαλούνται από βακτήρια.
• Κύκλος του φωσφόρου: έδαφος, νερό και οργανισμοί.
• Κύκλος του νερού: εξάτμιση, συμπύκνωση, καθίζηση.

Οι κύκλοι των θρεπτικών συστατικών δεν είναι κλειστοί βρόχοι. Διαρρέουν, συσσωρεύονται και μεταβάλλονται ανάλογα με τις συνθήκες. Η κατανόησή τους είναι απαραίτητη για τη διαχείριση του εδάφους, του νερού και του κλίματος.